Dekkan-Trapp

Überblick und Bedeutung

Der Dekkan-Trapp ist eine der größten kontinentalen magmatischen Großprovinzen der Erde. Er liegt in westlichen und zentralen Bereichen des indischen Subkontinents und besteht aus zahlreichen Bänken erstarrter Flutbasalte. Flutbasalte sind sehr großflächig austretende basaltische Lavamassen. Die übereinanderliegenden Bänke bilden treppenartige Landschaftsformen, von denen sich der Name ableitet.

Regional erreichen die Gesteinsserien eine Mächtigkeit von etwa 2.000 m. Sie bedecken ungefähr 500.000 km² und besitzen ein Volumen von etwa 1.000.000 km³. Die Eruptionen erfolgten diskontinuierlich zwischen etwa 69 beziehungsweise 69,5 und 62 Millionen Jahren vor heute (mya), mit einem Höhepunkt um etwa 66 mya. Damit erstreckte sich die Entstehung über die Grenze zwischen der späten Kreide und dem frühen Paläozän.

Tektonischer Rahmen und Magmenbildung

Die Entstehung des Dekkan-Trapps steht mit dem Zerfall Ostgondwanas und der Drift des ursprünglichen indischen Kontinentalblocks Groß-Indien (Greater India) in Verbindung. Groß-Indien war unter anderem mit Ostmadagaskar und den Seychellen verbunden. Zwischen etwa 90 und 63 mya trennte es sich von Ostmadagaskar; die Seychellen lösten sich ungefähr zwischen 68 und 61 mya. Beide Prozesse werden mit Mantelplumes in Verbindung gebracht. Der erste war der Marion-Hotspot, der unter Ostmadagaskar einen Grabenbruch und eine Ozeanbodenspreizung auslöste. Der zweite wird dem Réunion-Hotspot zugeordnet, einem Bestandteil eines Mantelplumes aus dem unteren Erdmantel.

Während Groß-Indien nach der Trennung von Ostmadagaskar nach Nordosten driftete, entstand der Chagos-Lakkadiven-Rücken. Der Réunion-Hotspot erzeugte dabei eine Kette magmatischer Spuren, deren Alter mit zunehmender Entfernung ansteigt, weil sich die tektonische Platte über einen relativ ortsfesten Hotspot bewegt. Die ab etwa 38 mya einsetzende Ozeanbodenspreizung des Zentralindischen Rückens unterbrach den Verlauf dieser Spur.

Nach dem heute vielfach wissenschaftlich gestützten Modell stieg aus dem asthenosphärischen Mantel, dem zähplastischen Bereich unterhalb der Lithosphäre, heißes Material in Form eines pilzförmigen Plumes mit großem Kopf und engem Schlauch auf. Zunächst schmolz der sublithosphärische Mantel teilweise und bildete alkalische Muttermagmen. Bei anhaltender Wechselwirkung schmolz auch die Lithosphäre in geringer Tiefe weitgehend auf. Dadurch entstanden voluminöse, weit verbreitete, überwiegend tholeiitische Magmen. Diese lagerten sich meist annähernd horizontal ab. Das Modell wurde unter anderem im seismologischen Projekt RHUM-RUM untersucht.

Verbreitung und Aufbau der Gesteine

Die Dekkan-Trapp-Provinzen liegen im Südwesten, Nordwesten und Zentralwesten sowie am westlichen Kontinentalrand von Groß-Indien. Dazu gehören die Dekkan-Hauptprovinz beziehungsweise das Hochland von Dekkan in Maharashtra, das Malwa-Plateau und das Mandla-Lobe-Plateau in Madhya Pradesh sowie die Provinzen auf den Halbinseln Kathiawar und Kachchh (Kutch) in Gujarat. Die Dekkan-Hauptprovinz ist das größte und südlichste Gebiet; das Malwa-Plateau bildet ihre nördliche Ausbreitungszone, das Mandla-Lobe-Plateau liegt im Osten und Kathiawar sowie Kachchh im Nordwesten.

Die Teilprovinzen überdecken vier große Grabenbruchzonen: den Narmada-Tapi-Grabenbruch, den Westküsten-Grabenbruch, den Cambay-Grabenbruch und den Kachchh-Grabenbruch. Diese Zonen führten zur Ausdünnung der Lithosphäre und ermöglichten dadurch das Aufsteigen und die Ausbreitung der Magmen. Der Kachchh-Grabenbruch entstand in der späten Trias bis zum frühen Jura, der Cambay-Grabenbruch in der frühen Kreide. Die älteren Narmada-Tapi- und Westküsten-Grabenbrüche bildeten sich zwischen dem Neoarchaikum um 2600 mya und dem frühen Neoproterozoikum bis 800 mya und wurden in der späten Kreide reaktiviert.

Der Dekkan-Trapp besteht aus mehreren Lavaströmen, die wenige Meter bis mehr als 30 m mächtig sind. Vorherrschend sind tholeiitische Basalte; außerdem kommen alkalische Basalte, basaltische Andesite, Nephelinite, Lamprophyre und Karbonatite vor. Mantelxenolithe finden sich unter anderem auf Kutch. Basische und saure Dykes, also in Spalten eingedrungene magmatische Gesteinskörper, durchdringen die Basaltschichten. Basische Dykes bestehen meist aus Basalten und Doleriten, saure aus Rhyolithen und Felsiten. Sie sind etwa 2 bis 5 m, teilweise bis zu 250 m mächtig.

Die Basalte werden in drei Einheiten gegliedert: grauer und rötlicher, tonhaltiger Blasenbasalt; Blasenbasalt und amygdaloidaler Basalt; sowie gegliederter und massiver Basalt. Gasblasen entstanden beim Entweichen von Gasen während der Abkühlung und sind häufig durch Calcit, Zeolithe oder Quarz ausgefüllt. Der gegliederte und massive Basalt bildet den untersten Teil eines Lavastroms, ist fein- bis mittelkörnig, kompakt, dunkelgrünlich bis grau und macht etwa 60 bis 70 % des Lavastroms aus.

Sedimente und Fossilien

Zwischen den Trapp-Bänken und an ihrer Basis liegen sedimentäre Zwischenlagen. Sie entstanden durch Verwitterung und Erosion und zeigen jeweils eine zeitliche Unterbrechung zwischen zwei Lavaströmen. Man unterscheidet Infratrappean Beds, Intertrappean Beds und Supratrappean Beds.

Die etwa 70 bis 66 mya alten Infratrappean Beds kommen in diskontinuierlichen Abschnitten von Balasinor in Gujarat bis Ambikapur in Madhya Pradesh sowie von Sagar im Norden bis Dongargaon, Pisdura und Marepalli im Süden vor. Sie sind bis zu etwa 75 m mächtig. Ihre Jabalpur-Formation besteht vor allem aus Sandsteinen, Tonen und Schiefern und entstand in fluvialen beziehungsweise fluvial-lakustrinen Ablagerungsmilieus. Ihr Alter reicht vom Tithonium des Oberjuras um etwa 146 mya bis zum Berriasium der Unterkreide um etwa 121,4 mya. Die Fossilien umfassen Farne, Bennettitales und Koniferen.

Die Lameta-Formation ist nur in kleinen, isolierten Aufschlüssen erhalten und entstand im Maastrichtium der Oberkreide vor etwa 72 bis 66 mya. Die Ablagerungsmilieus reichten von terrestrischen und fluvialen über flachmarine und marine bis zu Gezeiten- und Mündungsgebieten. Der Fossilbestand umfasst unter anderem Fische, Vogelbeckensaurier, Sauropoden, Theropoda, Schlangen, Crocodylomorpha, Schildkröten, Weichtiere, Pflanzen, Spurenfossilien sowie Dinosaurier-Nistplätze und Eierschalen.

Die Intertrappean Beds kommen in allen Dekkan-Trapp-Provinzen vor. Sie bestehen unter anderem aus Schluffen, Schlammsteinen, Sandsteinen, Tonen, Mergeln und Tonschiefern, häufig mit fossilhaltigen Cherts. Traditionell gelten sie als lakustrische Süßwasserablagerungen mit Einflüssen flacher Meeresbereiche, die während ruhender Phasen des Vulkanismus in tiefer gelegenen Bereichen entstanden. Sie sind meist wenige Zentimeter bis etwa 30 cm, selten bis zu etwa 13,5 m mächtig, und etwa 70 bis 64,5 mya alt. Nachgewiesen wurden unter anderem Fische, Amphibien, Frösche, Schuppenechsen, Crocodylomorpha, Dinosaurier, Flugsaurier, Säugetiere, Wirbellose, Ostrakoden, Pflanzen, planktonische Foraminiferen und Spurenfossilien. Die Supratrappean Beds bestehen aus lateritischen Verwitterungsprodukten sowie Sandsteinen, Sanden und Konglomeraten und sind weniger als etwa 20 m mächtig.

Höhlenklöster und Aussterbekontroverse

In den basaltischen Felswänden des Dekkan-Trapps wurden mehrere Höhlenklöster und Höhlentempel angelegt. Zu den bedeutendsten gehören die Ellora- und Ajanta-Höhlen, die zum UNESCO-Welterbe zählen. Weitere Anlagen sind unter anderem die Bhaja-Höhlen, die Karla Caves, das Bedsa-Höhlenkloster und die Pandavleni-Höhlen.

Die Ellora-Höhlen liegen etwa 30 km nordwestlich von Aurangabad in Maharashtra. Der Komplex umfasst 34 buddhistische, hinduistische und jainistische Höhlentempel, die zwischen 600 und 1000 n. Chr. aus einer über zwei Kilometer langen basaltischen Felswand herausgeschlagen wurden. Die Ajanta-Höhlen umfassen 30 Höhlen, darunter vier unvollendete. Sie liegen in einem Talkessel in einer senkrechten Klippe über dem linken Ufer des Flusses Waghora. Zunächst wurden sie von buddhistischen Mönchen bewohnt, später von brahmanistischen Anhängern genutzt und schließlich verlassen.

Als möglicher Grund für das Aussterben der Dinosaurier an der Kreide-Paläogen-Grenze wird neben der verbreiteten Meteoritentheorie auch eine durch den Dekkan-Trapp verursachte Klimaänderung diskutiert. Dafür spricht unter anderem, dass Vulkanismus ebenfalls Iridium ablagern kann. Die Theorie ist jedoch umstritten: Die abrupte Abnahme der Fossilienarten nach dem Anstieg der Iridium-Konzentration passt nach dieser Argumentation besser zu einem kurzen, einmaligen Ereignis wie einem Meteoriteneinschlag als zu stetigem Vulkanismus. Außerdem weisen die Isotopenzusammensetzungen von Iridium, Palladium und Osmium in der Grenzschicht auf eine nicht-irdische Quelle hin; Dicke und Konzentration der Schicht sind global nahezu gleich verteilt. Nur in der Karibik, am Ort des Chicxulub-Einschlags, nehmen Iridium-Konzentration und Mächtigkeit deutlich zu. Möglich bleibt, dass der Einschlag in Yucatán die vulkanische Aktivität in Indien auslöste und dadurch die Auswirkungen des Meteoriten verstärkt wurden.