Die Erdgeschichte wurde von großen Vulkanausbrüchen geprägt, von denen einige solche klimatischen und biologischen Umwälzungen verursachten, dass sie einige der verheerendsten Aussterbeereignisse in der Erdgeschichte auslösten.
Jetzt haben Wissenschaftler ein neues Licht auf den Zeitpunkt und die wahrscheinliche Ursache dieser Ereignisse geworfen, die sich vor Millionen von Jahren ereigneten.
Eine neue Studie des Trinity College Dublin zeigt, dass eine Verlangsamung der Bewegung der Kontinentalplatten das kritische Ereignis war, das es Magma ermöglichte, an die Erdoberfläche aufzusteigen und die verheerenden Auswirkungen auszulösen.
Die überraschende Entdeckung basiert auf chemischen Daten aus alten Tonsteinablagerungen, die aus einem kilometertiefen Bohrloch in Wales gewonnen wurden.
“Wissenschaftler haben lange angenommen, dass der Beginn des Aufsteigens von geschmolzenem Vulkangestein oder Magma tief aus dem Erdinneren als Mantelwolken der Auslöser für eine solche vulkanische Aktivität war”, sagte der Hauptautor Dr. Micha Ruhl vom Trinity College Dublin.
„Aber die neuen Beweise zeigen, dass die normale Geschwindigkeit der Kontinentalplattenbewegung von mehreren Zentimetern pro Jahr effektiv verhindert, dass Magma in die kontinentale Kruste der Erde eindringt.
“Es scheint, dass nur dann, wenn sich die Geschwindigkeit der Bewegung der Kontinentalplatte auf nahezu null verlangsamt, Magmen aus Mantelfahnen effektiv an die Oberfläche gelangen können, was große Vulkanausbrüche in der Provinz und die damit verbundenen klimatischen Störungen und Massensterben verursacht.”
Die Erdgeschichte wurde von großen Vulkanausbrüchen geprägt, von denen einige solche klimatischen und biologischen Umwälzungen verursachten, dass sie einige der verheerendsten Aussterbeereignisse in der Erdgeschichte auslösten
Modell, das die verringerte Geschwindigkeit der afrikanischen Kontinentalplatte mit der erhöhten thermischen Erosion des Mantels und der Kruste verbindet, was vor 183 Millionen Jahren zur Einlagerung der Karoo-Ferrar Large Igneous Province (LIP) im südlichen Pangäa führte.
Die größten Vulkane der Welt liegen in Gebieten, die Large Igneous Provinces (LIPs) genannt werden.
Dazu gehören die Sibirischen Fallen in Russland, die sich über mehr als 500.000 Quadratmeilen erstrecken und fast eine Million Jahre lang Schauplatz epischer vulkanischer Aktivität waren.
Die größten Eruptionen haben zu einem starken Anstieg der atmosphärischen Kohlenstoffemissionen geführt, die das Erdklima erwärmten, beispiellose Veränderungen der Ökosysteme bewirkten und zu Massensterben an Land und in den Ozeanen führten.
In der Studie war das internationale Team in der Lage, zwei Schlüsselereignisse zu verknüpfen, die während der Toarcian-Zeit vor etwa 183 Millionen Jahren stattfanden.
Dieser Zeitraum war durch einige der schwerwiegendsten Klima- und Umweltveränderungen aller Zeiten gekennzeichnet und fiel direkt mit dem Auftreten größerer vulkanischer Aktivität und der damit verbundenen Freisetzung von Treibhausgasen auf der Südhalbkugel zusammen.
Computerrekonstruktionsmodelle zeigten, dass die Verlangsamung der Bewegung der Kontinentalplatten der grundlegende geologische Schlüsselprozess war, der den Zeitpunkt und Beginn dieses vulkanischen Ereignisses und anderer Ereignisse großen Ausmaßes zu steuern schien.
„Entscheidend ist, dass weitere Bewertungen zeigen, dass eine Verringerung der Bewegung der Kontinentalplatten wahrscheinlich den Beginn und die Dauer vieler der wichtigsten vulkanischen Ereignisse in der gesamten Erdgeschichte kontrolliert hat, was sie zu einem grundlegenden Prozess bei der Kontrolle der Entwicklung des Klimas und des Lebens auf der Erdoberfläche im Laufe der Geschichte macht diesem Planeten“, sagte Dr. Ruhl.
In den letzten 600 Millionen Jahren gab es fünf große Massensterben. Während einige gut untersucht sind, sind andere rätselhafter.
Die ersten drei Aussterben fanden gegen Ende des Ordoviziums (vor etwa 445 Millionen Jahren), Ende des Devons (vor 385 bis 359 Millionen Jahren) und am Ende des Perms (vor 252 Millionen Jahren) statt.
Das verheerendste aller dieser Ereignisse war das Ende des Perm, das etwa 96 Prozent aller Meeresarten und etwa 70 Prozent aller bekannten Arten auf der Erde auslöschte.
Massive Vulkanausbrüche ereigneten sich in einem noch nie dagewesenen Ausmaß, mit anderen Effekten, darunter ein außer Kontrolle geratener Treibhauseffekt, der durch die Freisetzung von Methan aus Clathraten auf dem Meeresboden ausgelöst wurde. Die Wiederherstellung dauerte etwa 10 Millionen Jahre.
Ein Aussterben am Ende der Trias vor etwa 201 Millionen Jahren betraf hauptsächlich das Leben in den Ozeanen, wobei ein Drittel der Meeresarten ausstarb. Einige Reptiliengruppen starben auch an Land aus.
Beispiele dafür, wann die reduzierte Plattengeschwindigkeit mit großen Vulkanausbrüchen zusammenfiel – einschließlich des Beginns der Einlagerung der Sibirischen Fallen vor etwa 252 Millionen Jahren (A), des „Auftauchens“ der Island Plume unter dem grönländischen Kraton vor etwa 56 Millionen Jahren (B), und der Beginn des ostafrikanischen Rift-Vulkanismus vor etwa 40 Millionen Jahren, der während des gesamten späten Känozoikums zu anhaltenden Eruptionen führte (C).
Das Massensterben in der späten Trias vor 201 Millionen Jahren wurde durch einen großflächigen Ausbruch der magmatischen Provinz im Zentralatlantik verursacht, der die Aufspaltung des Superkontinents Pangäa (links) und die anfängliche Öffnung dessen ankündigte, was später der Atlantische Ozean werden sollte
Die Studie des Trinity College Dublin zeigt, dass eine Verlangsamung der Bewegung der Kontinentalplatten das kritische Ereignis war, das es Magma ermöglichte, an die Erdoberfläche aufzusteigen und die verheerenden Auswirkungen auszulösen
Das letzte Massensterben ereignete sich vor 66 Millionen Jahren, als ein stadtgroßer Asteroid in den Golf von Mexiko einschlug. Es tötete die Dinosaurier.
Die Studie trägt dazu bei, die verschiedenen Prozesse zu entwirren, die die Veränderung des globalen Kohlenstoffkreislaufs und die Wendepunkte im Klimasystem der Erde steuern.
Dies könnte Auswirkungen auf die heutige Zeit haben, da aufgrund der vom Menschen verursachten globalen Erwärmung bereits ein sechstes Massensterben im Gange ist.