Enligt en nyligen genomförd studie ledd av forskare vid Dartmouth College i New Hampshire skedde majoriteten av dessa massutrotningar efter megautbrott som släppte ut giftiga gaser och vulkanisk lava i hundratusentals år, och i vissa fall så länge som en miljon år.
Analysen som länkar samman massiva utbrott, märkta av lava och gas som forsar från möjligen dussintals vulkaner och långa spricköppningar, till massutrotningar genom jordens historia verifierar vad många geologer länge har antagit. De Krita-Paleogen (K-Pg) utrotning mest välkända massutdöende var berömt kopplat till en komet eller asteroidnedslag i Karibien. Ändå har geologer sedan dess funnit att nedslaget föregicks av en lång period av utbrott i Indien som lämnade efter sig flodbasalter som idag kallas Deccan Traps.
Det långvariga utbrottet skulle ha producerat enorma volymer av svaveldioxid, som skulle ha kylt jorden och bidragit till den enorma döden som registrerats i fossilregistret.
Studie medförfattare Paul Renne, professor-in-residence i jord- och planetvetenskap vid University of California, Berkeley, och chef för Berkeley Geochronology Center, sa, "Det har varit uppenbart för mig under en tid att det finns ett samband mellan massutrotningar och översvämningsbasaltepisoder. Men ingen har närmat sig det på det sätt som görs i detta arbete, som är att titta på de faktiska hastigheterna med vilka utbrotten inträffade, förmodligen relaterat till den hastighet med vilken klimatmodifierande gaser injiceras i atmosfären. Och utifrån analysen ser det ut som att priserna spelar roll, särskilt för de riktigt stora."
"Det verkar faktiskt finnas en tröskel över vilken du kommer att få en massutrotning och under vilken du kan få några mindre klimatstörningar, men inte något som släcker hälften av alla livet på planeten. "
"Våra resultat tyder på att det med all sannolikhet skulle ha skett en massutrotning vid gränsen mellan Krita och Paleogen av någon betydande omfattning, oavsett om det var en påverkan eller inte, vilket kan visas mer kvantitativt nu. Det faktum att det var en påverkan gjorde utan tvekan saken värre.”
Enligt den nya forskningen är fyra av de fem största massutrotningen under de senaste 540 miljoner åren – den så kallade Phanerozoic Eon – och några andra mindre men planetomfattande utrotningar – korrelerar med massiva lavaförekomster som gav upphov till betydande magmatiska provinser. Tidslinjen för katastrofala utrotningar och kända meteornedslag är inte korrelerade.
Forskare noterade, "I studien är en "stor" magmatisk provins en som innehåller minst 100,000 1980 kubikkilometer magma. För sammanhanget involverade utbrottet av Mount St. Helens i Washington XNUMX mindre än en kubikkilometer magma.”
"De flesta av vulkanerna som representerades i studien bröt ut ungefär en miljon gånger mer lava än Mount St. Helens gjorde. Deccan-fällorna, till exempel - fällor är ett indiskt ord för steg, på grund av den stegliknande strukturen hos överlappande lavaströmmar - bröt ut under 1 miljon år och spydde ut lavaströmmar för avstånd på minst 500 kilometer, på vissa ställen nästan 2 kilometer tjock."
Studiens huvudförfattare, Theodore Green, en student vid Dartmouth College, sa: "De stora, stegliknande områdena av magmatisk berg från dessa stora vulkanutbrott tycks ligga i linje med massutrotningar och andra betydande klimat- och miljöhändelser."
Forskarna kontrasterade de geologiska uppgifternas mest exakta uppskattningar av översvämningsbasaltutbrott med förekomster av drastisk utrotning av arter. De testade om utbrotten skulle passa lika bra med ett slumpmässigt skapat mönster och utförde experimentet 100 miljoner gånger för att visa att sambandet inte bara var tillfälligt. De fastställde att chansen att korrelationen mellan utbrott och utrotningar bara var slumpmässig var en på 100.
Brenhin Keller, biträdande professor i geovetenskaper vid Dartmouth och senior författare till tidningen, sa: "Även om det är svårt att avgöra om ett visst vulkanutbrott orsakade en viss massutrotning, gör våra resultat det svårt att ignorera vulkanismens roll i utrotningen."
Grön sade, "Utbrott av översvämningar av basalt är inte vanliga i de geologiska uppgifterna. Den sista av jämförbar, men betydligt mindre, skala hände för cirka 16 miljoner år sedan i Pacific Northwest, och producerade det som är känt som Columbia River Basalt Province.”
Enligt Renne, "utbrotten åtföljs av massiva utsläpp av koldioxid, som värmer atmosfären, samt svaveldioxid, som kyler atmosfären. Nya bevis tyder på att avkylningen som leder till en massutrotning ofta föregås av uppvärmning eftersom CO2 släpps ut först på grund av dess lägre löslighet i magma än i svavel.”
Tidskriftsreferens:
- Theodore Green et al. Kontinentala översvämningsbasalter driver fanerozoiska utrotningar. PNAS. DOI: 10.1073 / pnas.2120441119
