17 luglio 2020 - L'innalzamento dei basalti del fiume Columbia ha permesso ai ricercatori dell'Università dell'Oregon di comprendere meglio come il magma 14-16 milioni di anni fa abbia modellato la regione e perché i gas serra rilasciati durante una serie di eruzioni vulcaniche non abbiano innescato un evento di estinzione globale.

Gli approfondimenti, pubblicato in Rapporti scientifici , sono stati tratti dalle analisi degli isotopi dell'ossigeno e dell'idrogeno nel materiale crostale, un mix di magma e rocce originali, che è ora esposto dal sollevamento geologico e dall'erosione.

I basalti alluvionali del fiume Columbia rappresentano la più giovane provincia continentale basaltica alluvionale sulla Terra e una delle meglio conservate. Copre circa 210, 000 chilometri quadrati, che si estende dall'Oregon orientale e Washington all'Idaho occidentale e parte del Nevada settentrionale.

Fondamentali per la ricerca sono stati 27 campioni provenienti da 22 diverse dighe, corpi di magma simili a muri che tagliano il paesaggio del flusso di lava ricoperto di fogli durante le eruzioni. Una diga di alimentazione di 10 metri di spessore nel batolite di Wallowa, formato da un mix di magma basaltico e granito 16 milioni di anni fa, Per esempio, probabilmente ha agito come condotto magmatico per un massimo di sette anni. Ha formato una delle più grandi colate laviche superficiali e ha alterato chimicamente circa 100 metri di roccia circostante.

"Abbiamo scoperto che quando il magma basaltico caldo si è intromesso nella crosta ha fatto bollire le acque sotterranee e ha volatilizzato tutto ciò che si trovava dentro e vicino al suo percorso, causando cambiamenti chimici e isotopici nelle rocce e il rilascio di gas serra, " disse Ilya Bindeman, un professore del Dipartimento di Scienze della Terra, che ha condotto lo studio.

Collettivamente, gli effetti del riscaldamento in tutta la regione alluvionale-basalto potrebbero essere durati circa 150 anni dopo che il magma ha smesso di fluire, costruire il paesaggio che oggi è visibile in tutta la regione, ha concluso il gruppo di ricerca di sette membri provenienti da tre paesi.

"I basalti del fiume Columbia che ci sono così cari nel nord-ovest del Pacifico, " Ha detto Bindeman. "Sono ora sollevati ed erosi al livello che ci permette di campionare i contatti di questi basalti con le rocce precedenti. Lo stesso processo oggi sta accadendo ogni ora e ovunque sotto le creste oceaniche e anche nei continenti. Studiando queste rocce non così antiche abbiamo imparato cosa sta succedendo sotto i nostri piedi".

La modellazione al computer eseguita con i dati chimici suggerisce che il riscaldamento idrotermale delle rocce metasedimentarie originarie della regione, una roccia metamorfica formatasi attraverso la deposizione e la solidificazione di sedimenti, e livelli relativamente bassi di materia organica interessata dalle eruzioni avrebbero generato il rilascio di circa 18 gigatonnellate di anidride carbonica e metano. Un gigaton equivale a un miliardo di tonnellate.

Le singole eruzioni basaltiche del fiume Columbia erano ciascuna da 10 a 100 volte più grandi delle più grandi eruzioni storicamente sperimentate delle eruzioni vulcaniche Eldgja e Laki in Islanda negli anni 934 e 1783, rispettivamente, il noto coautore dello studio Leif Karlstrom, un professore di scienze della terra, che insieme a Bindeman è membro dell'Oregon Center for Volcanology.

L'eruzione del Laki, che ha ucciso migliaia di persone, ha rilasciato gas serra di origine vulcanica che hanno generato un anno senza estate seguito da un anno caldo in tutta Europa e Nord America, ha detto Karlstrom.

Mentre le eruzioni del fiume Columbia hanno rilasciato 210, 000 chilometri cubi di magma basaltico in 1,5 milioni di anni, portando a impatti climatici globali, i ricercatori hanno concluso, non hanno causato estinzioni di massa come quella innescata da eruzioni in un lasso di tempo simile circa 250 milioni di anni fa che hanno formato le trappole siberiane.

La differenza, il gruppo di ricerca ha teorizzato, è nella geologia delle regioni. Le eruzioni basaltiche del fiume Columbia si sono verificate nella crosta ignea che conteneva bassi livelli di materia organica che poteva essere rilasciata dal riscaldamento idrotermale. Le eruzioni nelle trappole siberiane si sono verificate in rocce sedimentarie ricche di sostanze organiche.

Mentre le nuove scoperte suggeriscono che una simile circolazione delle acque sotterranee su scala regionale intorno alle dighe è una firma del vulcanismo alluvionale basaltico a livello globale, i ricercatori hanno notato, le conseguenze potrebbero non essere sempre catastrofiche su vasta scala.

Nei basalti del fiume Columbia e nel probabile hotspot di Yellowstone, la circolazione idrotermale si manifesta come sottili segnali isotopici, un esaurimento degli isotopi di ossigeno, nelle rocce, il gruppo di ricerca ha trovato.