Warum ein riesiger Vulkanausbruch vor 140 Millionen Jahren nicht zu Klimawandel und Massensterben führte

Warum ein riesiger Vulkanausbruch vor 140 Millionen Jahren nicht zu Klimawandel und Massensterben führte Die Wiedergabe einer postvulkanischen Eruptionslandschaft durch einen Künstler. (Shutterstock)

Massensterben sind Zeiten in der Vergangenheit der Erde, in denen große Teile des Lebens plötzlich und katastrophal starben. Diese sind in regelmäßigen Abständen aufgetreten die letzten 550 Millionen Jahre. Die genauen Ursachen dieser Auslöschungen sind nicht vollständig geklärt, aber es scheint einen bemerkenswerten Zufall zu geben zwischen Massensterben und riesigen Vulkanausbrüchen, die große magmatische Provinzen (LIPs) bilden.

LIPs sind massive Vulkane, die Millionen Kubikkilometer Basaltmagma produzieren in einem sehr kurze Zeit. Sie sind viel größer als die berühmten Supereruptionen - wie der Yellowstone Caldera Supervulkan - die typischerweise weniger als 5,000 Kubikkilometer Magma freisetzen.

Das Magma aus LIPs kann während des Ausbruchs genügend Gase freisetzen, wie Kohlendioxid (ein Treibhausgas) oder Verbindungen auf Schwefelbasis. das Klima verändern. Dieser Klimawandel wirkt sich wiederum auf die Zusammensetzung der Ozeane aus und führt schnell dazu der Tod des Lebens auf der Erde.

Während riesige Vulkanausbrüche mit Massensterben auf der Erde in Verbindung gebracht wurden, zeigen unsere Untersuchungen, dass eines der weltweit größten bekannten LIPs möglicherweise keine Auswirkungen auf das Klima hatte oder Aussterben verursachte. Vor unserer Studie war das genaue Alter des LIP nicht wirklich bekannt; Mit unserem verbesserten Datensatz und der Analyse mit höherer Genauigkeit konnten wir zeigen, dass diese Dinge nicht gleichzeitig auftraten.

Nicht nur Eruptionen

Untersuchungen haben auch gezeigt, dass Basalt aus LIPs, die in die Kruste eindringen, kann sich erwärmen und verändern - Metamorphose - Sedimentgesteine, die reich an flüchtigen Bestandteilen sindVerbindungen, die leicht verdampfen. Diese Metamorphose kann große Mengen an Gasen freisetzen wie Methan und Schwefeldioxid aus den Sedimenten, Die auch das Klima verändern - was zum Massensterben führt.

Beide Mechanismen wurden beschuldigt, den Klimawandel verursacht zu haben, der zum Massensterben führte. Es gibt jedoch auch Fälle von LIPs, die keine Massenauslöschung zu verursachen scheinen, und auch Auslöschungen, die keine offensichtliche LIP aufweisen. Die Beziehung zwischen diesen riesigen LIP-Vulkanausbrüchen und dem Massensterben ist möglicherweise nicht so klar wie bisher angenommen. Die Entflechtung der genauen Mechanismen stand im Mittelpunkt von zahlreich wissenschaftlich Studium.

Ein äußerst wichtiger Faktor, der berücksichtigt werden muss, ist das genaue Alter des LIP im Verhältnis zum Massensterben. Wenn sich das Alter des Klimawandels, das damit verbundene Massensterben und der LIP nicht überschneiden, ist der Vulkanismus nicht die Ursache.

Warum ein riesiger Vulkanausbruch vor 140 Millionen Jahren nicht zu Klimawandel und Massensterben führte Das Paraná-Becken in Brasilien zeigt, dass einer der größten Supereruptionen der Welt kein Massensterben verursacht hat. (Shutterstock)

Brasilianischer Ausbruch

Um zu untersuchen, ob einer der größten LIPs der Welt einen massiven Klimawandel und ein Massensterben verursacht hat, hat unser Forschungsteam generiert hochpräzises Alter für die Paraná-Etendeka LIP in Brasilien. Wir datierten das Mineral Zirkon, das in den ausgebrochenen Lavaströmen kristallisierte, mithilfe des U-Pb-Systems, mit dem wir das Eruptionsalter der Laven genau bestimmen konnten. Diese Technik erzeugt ein präzises und genaues Alter für LIPs.

Zahlreiche Studien hatten diesen LIP mit verknüpft ein Massensterben in den Ozeanen. Das erste, was wir wissen wollten, war, wann und wie lange dieser LIP ausgebrochen ist. Sobald wir diese Informationen hatten, konnten wir feststellen, ob sie genau zur gleichen Zeit wie das Massensterben auftraten.

Unsere Studie konzentrierte sich auf die Provinz Paraná Magmatic - den südamerikanischen Teil des LIP in Brasilien - der mit Abstand der größte ist und ungefähr eine Million Kubikkilometer Magma produziert.

Als dieser LIP vor 140 Millionen Jahren ausbrach, waren Südamerika und Afrika miteinander verbunden und waren Teil des Gondwana-Superkontinents. Diese LIP brach in Brasilien und Namibia aus, als beide Gebiete Nachbarn waren vor der Öffnung des südlichen Atlantiks.

Viele Studien haben gezeigt, dass dieser LIP den globalen Klimawandel verursacht, der zu einem geringen Massensterben und auch zu einer Verringerung der Sauerstoffkonzentration in den Ozeanen führt. Diese Periode heißt das valanginische Ereignis.

Warum ein riesiger Vulkanausbruch vor 140 Millionen Jahren nicht zu Klimawandel und Massensterben führte Vulkangesteine ​​(Dacite über Basalten) aus dem Paraná LIP bezogen sich auf die Öffnung des Südatlantiks im Caracol State Park in Rio Grande do Sul, Brasilien. (Ana Carolina Lucchetti), Autor zur Verfügung gestellt

Keine Umwelteinflüsse

Unsere Untersuchungen zeigen, dass der Paraná LIP, etwa eine Million Jahre nach dem Massensterben, extrem schnell ausbrach und daher wahrscheinlich nicht die Ursache war. Es gibt einen älteren Teil des Paraná LIP, an dem wir nicht gearbeitet haben und der das Valanginian-Ereignis hätte verursachen können. Aber die meisten LIPs brechen über a aus sehr kurze ZeitDaher ist es unwahrscheinlich, dass der ältere Teil mehr als eine Million Jahre älter ist als der Rest der Provinz.

Wir haben auch nicht an der gearbeitet Etendeka Teil der Provinz in Namibia. Dieser Teil der Provinz ist jedoch im Vergleich zum südamerikanischen Teil extrem klein, und wir erwarten, dass er zufällig mit dem Paraná ausbrach. obwohl es möglicherweise länger ausgebrochen ist (und kann daher jünger sein).

Unsere Untersuchung des Paraná LIP zeigt, dass der Ausbruch großer Mengen von LIP-Magma allein möglicherweise nicht ausreicht, um Massensterben zu verursachen. Die Frage bleibt, warum dieser gewaltige Ausbruch von Magma fast keine Auswirkungen auf das Klima hatte. Unsere Theorie ist, dass der Mangel an flüchtigen Sedimenten um das Paraná LIP bedeutete, dass keine zusätzlichen flüchtigen Stoffe aufgrund von Metamorphosen während der Positionierung oder Einlagerung des LIP freigesetzt wurden. Vielleicht ist die Metamorphose von Sedimenten durch LIP-Magmen und das damit verbundene freigesetzte Gas der Haupttreiber des Klimawandels, der zum Massensterben führt?

Das größte Massensterben der Erde ereignete sich am Ende der Perm-Periode, zeitgleich mit dem Ausbruch der Sibirischen Fallen LIP. Dieser LIP drang in große flüchtige, reichhaltige Sedimentbecken ein, die wahrscheinlich verursacht wurden die Freisetzung massiver Mengen flüchtiger Verbindungen.

Unsere Ergebnisse für den Paraná LIP hängen auch von der Alter des Valanginian Ereignisses. Gegenwärtig basiert die Altersschätzung für dieses Ereignis auf einer zyklischen Analyse von Ozeansedimenten, aber es ist möglich, dass wir mit größerer Genauigkeit feststellen, dass sie sich mit dem Paraná LIP überschneiden. Während riesige Vulkanausbrüche mit Massensterben auf der Erde in Verbindung gebracht wurden, zeigen unsere Untersuchungen, dass eines der weltweit größten bekannten LIPs möglicherweise keine Auswirkungen auf das Klima hatte oder Aussterben verursachte. Aber im Moment scheint es, dass der Paraná LIP fast keine Umweltauswirkungen auf unseren Planeten hatte.Das Gespräch

Über den Autor

Joshua Davies, Professor, Wissenschaften der Terre et de l'atmosphère, Université du Québec à Montréal (UQAM); Brenda Chung Rocha, Professor, Geowissenschaften, Universidade de São Paulound Nicolas Greber, Assistenzprofessor, Geochemie, Universität Bern

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