Perché l'enorme eruzione vulcanica non ha causato il cambiamento climatico e l'estinzione di massa 140 milioni di anni fa

Perché l'enorme eruzione vulcanica non ha causato il cambiamento climatico e l'estinzione di massa 140 milioni di anni fa La resa di un artista di un paesaggio post-eruzione vulcanica. (Shutterstock)

Le estinzioni di massa sono periodi nel passato della Terra in cui grandi proporzioni di vita sono morte improvvisamente e catastroficamente. Questi si sono verificati periodicamente negli ultimi 550 milioni di anni. Le cause esatte di queste estinzioni non sono completamente comprese, ma sembra esserci una notevole coincidenza tra estinzioni di massa ed enormi eruzioni vulcaniche che formano grandi province ignee (LIP).

I LIP lo sono enormi vulcani che producono milioni di chilometri cubi di magma basaltico in una pochissimo tempo. Sono di dimensioni molto più grandi delle famose super eruzioni - come il supervulcano della caldera di Yellowstone - che tipicamente rilasciano meno di 5,000 chilometri cubi di magma.

Il magma dei LIP può rilasciare una quantità sufficiente di gas durante l'eruzione, come l'anidride carbonica (un gas serra) o composti a base di zolfo, per cambiare il clima. Questo cambiamento climatico a sua volta influisce sulla composizione degli oceani e porta rapidamente a la morte della vita sulla Terra.

Sebbene enormi eruzioni vulcaniche siano state collegate a estinzioni di massa sulla Terra, la nostra ricerca mostra che uno dei più grandi LIP conosciuti al mondo potrebbe non aver avuto alcun effetto sul clima o causato estinzioni. Prima del nostro studio, l'età precisa del LIP non era realmente nota; con il nostro set di dati migliorato e un'analisi di precisione più elevata, siamo stati in grado di dimostrare che queste cose non si sono verificate contemporaneamente.

Non solo eruzioni

La ricerca ha anche suggerito che il basalto dei LIP, che si intromettono nella crosta, può riscaldarsi e cambiare - metamorfosare - rocce sedimentarie ricche di volatili, composti che vaporizzano facilmente. Questo metamorfismo può rilasciare enormi quantità di gas come metano e anidride solforosa dai sedimenti, quale cambia anche il clima, portando a estinzioni di massa.

Entrambi questi meccanismi sono stati accusati di aver causato il cambiamento climatico che ha provocato estinzioni di massa. Tuttavia, ci sono anche casi di LIP che non sembrano causare estinzioni di massa e anche estinzioni che non hanno LIP apparente. La relazione tra queste enormi eruzioni vulcaniche LIP e le estinzioni di massa potrebbe non essere così chiara come si pensava in precedenza. Il punto focale è stato quello di districare gli esatti meccanismi coinvolti numerose scientifico studi.

Un fattore estremamente importante da considerare è l'età esatta del LIP rispetto all'estinzione di massa. Se le età del cambiamento climatico, l'estinzione di massa associata e il LIP non si sovrappongono, il vulcanismo non è la causa.

Perché l'enorme eruzione vulcanica non ha causato il cambiamento climatico e l'estinzione di massa 140 milioni di anni fa Il bacino del Paraná in Brasile fornisce la prova che una delle più grandi supereruzioni del mondo non ha causato un'estinzione di massa. (Shutterstock)

Eruzione brasiliana

Per indagare se uno dei più grandi LIP del mondo abbia causato enormi cambiamenti climatici e un'estinzione di massa, il nostro team di ricerca ha generato età altamente precise per il Paraná-Etendeka LIP in Brasile. Abbiamo datato lo zircone minerale che si è cristallizzato all'interno delle colate laviche eruttate utilizzando il sistema U-Pb permettendoci di determinare con precisione l'età dell'eruzione delle lave. Questa tecnica produce età precise e accurate per le labbra.

Numerosi studi avevano collegato questo LIP a un evento di estinzione di massa trovato negli oceani. La prima cosa che volevamo sapere era quando è scoppiato questo LIP e per quanto tempo. Una volta ottenute queste informazioni, potremmo determinare se si è verificato esattamente nello stesso momento dell'evento di estinzione di massa.

Il nostro studio si è concentrato sulla provincia del Paraná Magmatic - la porzione sudamericana del LIP in Brasile - che è di gran lunga la più grande e ha prodotto circa un milione di chilometri cubi di magma.

Quando questo LIP è esploso, 140 milioni di anni fa, il Sud America e l'Africa erano collegati e facevano parte del supercontinente del Gondwana. Questo LIP è esploso in Brasile e Namibia, quando entrambe queste aree erano vicine prima dell'apertura dell'Oceano Atlantico meridionale.

Molti studi hanno suggerito che questo LIP abbia causato il cambiamento climatico globale che ha portato a una piccola estinzione di massa e anche a una riduzione della concentrazione di ossigeno negli oceani. Questo periodo è chiamato l'evento valanginiano.

Perché l'enorme eruzione vulcanica non ha causato il cambiamento climatico e l'estinzione di massa 140 milioni di anni fa Rocce vulcaniche (daciti sovrastanti i basalti) dal LIP del Paraná relative all'apertura dell'Oceano Atlantico meridionale al Caracol State Park, nel Rio Grande do Sul, Brasile. (Ana Carolina Lucchetti), Autore previsto

Nessun effetto ambientale

La nostra ricerca mostra che il Paraná LIP è esploso molto rapidamente, circa un milione di anni dopo l'estinzione di massa e quindi è improbabile che sia stata la causa. C'è una parte più vecchia del Paraná LIP su cui non abbiamo lavorato e che potrebbe aver causato l'evento valanginiano. Ma la maggior parte dei LIP scoppia su un file brevissimo periodo di tempo, quindi è improbabile che la parte più vecchia sia più di un milione di anni più vecchia del resto della provincia.

Inoltre non abbiamo lavorato su Etendeka parte della provincia della Namibia. Tuttavia questa parte della provincia è estremamente piccola rispetto alla parte sudamericana, e ci aspettiamo che sia scoppiata in coincidenza con il Paraná, anche se potrebbe aver continuato a scoppiare più a lungo (e quindi potrebbe essere più giovane).

Il nostro studio sul Paraná LIP dimostra che l'eruzione di enormi volumi di magma LIP da sola potrebbe non essere sufficiente a provocare estinzioni di massa. La domanda che rimane è perché questa enorme eruzione di magma non ha avuto quasi alcun effetto sul clima; la nostra teoria è che la mancanza di sedimenti ricchi di volatili intorno al Paraná LIP significa che non sono stati rilasciati volatili extra a causa del metamorfismo durante il posizionamento, o posizionamento, del LIP. Forse il metamorfismo dei sedimenti da parte dei magmi LIP, e il gas rilasciato associato a questo, è il principale motore del cambiamento climatico che porta a estinzioni di massa?

Il più grande evento di estinzione di massa della Terra si è verificato al fine del periodo Permiano, in coincidenza con l'eruzione della Siberian Traps LIP. Questo LIP è penetrato in grandi bacini sedimentari ricchi di volatili che probabilmente hanno causato il rilascio di enormi quantità di composti volatili.

I nostri risultati per Paraná LIP dipendono anche dal epoca dell'evento valanginiano. Attualmente, la stima dell'età per questo evento si basa sull'analisi ciclica dei sedimenti oceanici, ma è possibile che con maggiore precisione possiamo trovarlo si sovrappone al Paraná LIP. Sebbene enormi eruzioni vulcaniche siano state collegate a estinzioni di massa sulla Terra, la nostra ricerca mostra che uno dei più grandi LIP conosciuti al mondo potrebbe non aver avuto alcun effetto sul clima o causato estinzioni. Ma per ora, sembra che il Paraná LIP non abbia avuto quasi alcun effetto ambientale sul nostro pianeta.The Conversation

Circa l'autore

Joshua Davies, Professore, Sciences de la Terre et de l'atmosphère, Université du Québec à Montréal (UQAM); Brenda Chung Rocha, Professore, Geoscienze, Università di São Pauloe Nicolas Greber, Professore assistente, Geochimica, Università di Berna

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Questo articolo è ripubblicato da The Conversation sotto una licenza Creative Commons. Leggi il articolo originale.

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