Le estinzioni di massa sono tempi 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 sono enormi vulcani che producono milioni di chilometri cubi di magma basaltico in brevissimo tempo. Sono molto più grandi in scala delle famose super eruzioni, come il supervulcano della caldera di Yellowstone, che in genere ne rilasciano meno di 5, 000 chilometri cubi di magma.

Il magma delle labbra può rilasciare abbastanza gas durante l'eruzione, come l'anidride carbonica (un gas serra) o i composti a base di zolfo, per cambiare il clima. Questo cambiamento climatico a sua volta influenza la composizione degli oceani e porta rapidamente alla morte della vita sulla Terra.

Mentre enormi eruzioni vulcaniche sono state collegate a estinzioni di massa sulla Terra, la nostra ricerca mostra che uno dei LIP più grandi 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 analisi di maggiore precisione, siamo stati in grado di dimostrare che queste cose non sono accadute contemporaneamente.

Non solo eruzioni

La ricerca ha anche suggerito che il basalto da LIPs, che si insinuano nella crosta, possono riscaldarsi e cambiare (metamorfosi) rocce sedimentarie ricche di sostanze volatili, composti che vaporizzano facilmente. Questo metamorfismo può rilasciare enormi quantità di gas come metano e anidride solforosa dai sedimenti, che cambiano 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. Però, 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. Lo sbrogliare gli esatti meccanismi coinvolti è stato al centro di numerosi studi scientifici.

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, allora il vulcanismo non è la causa.

Eruzione brasiliana

Per indagare se uno dei LIP più grandi del mondo abbia causato un massiccio cambiamento climatico 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 dei flussi di lava eruttati utilizzando il sistema U-Pb che ci consente di determinare con precisione l'età di 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 riscontrato 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 magmatica del Paraná, 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 scoppiato, 140 milioni di anni fa, Il Sud America e l'Africa erano collegati e facevano parte del supercontinente Gondwana. Questo LIP è scoppiato in Brasile e Namibia, quando entrambe queste aree erano vicine prima dell'apertura dell'Oceano Atlantico meridionale.

Molti studi hanno suggerito che questo LIP ha 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.

Nessun effetto ambientale

La nostra ricerca mostra che il Paraná LIP è scoppiato molto rapidamente, circa un milione di anni dopo l'estinzione di massa e quindi è improbabile che ne 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 delle labbra erutta in un periodo di tempo molto breve, quindi è improbabile che la parte più antica sia più vecchia di un milione di anni rispetto al resto della provincia.

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

Il nostro studio del Paraná LIP dimostra che l'eruzione di enormi volumi di magma LIP da sola potrebbe non essere sufficiente a causare estinzioni di massa. La domanda che rimane è perché questa enorme eruzione di magma non abbia avuto quasi alcun effetto sul clima; la nostra teoria è che la mancanza di sedimenti ricchi di volatili intorno al LIP del Paraná significava che nessun altro volatile veniva rilasciato a causa del metamorfismo durante il posizionamento, o postazione, 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 alle estinzioni di massa?

La più grande estinzione di massa della Terra si è verificata alla fine del periodo Permiano, in coincidenza con l'eruzione del labbro delle trappole siberiane. Questo LIP ha intromesso grandi bacini sedimentari ricchi di volatili che probabilmente hanno causato il rilascio di enormi quantità di composti volatili.

I nostri risultati per il Paraná LIP dipendono anche dall'età 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, potremmo scoprire che si sovrappone al Paraná LIP. Mentre enormi eruzioni vulcaniche sono state collegate a estinzioni di massa sulla Terra, la nostra ricerca mostra che uno dei LIP più grandi 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.

Questo articolo è stato ripubblicato da The Conversation con una licenza Creative Commons. Leggi l'articolo originale.