为什么巨大的火山喷发并没有导致气候变化和大灭绝140亿年前

为什么巨大的火山喷发并没有导致气候变化和大灭绝140亿年前 艺术家对火山喷发后景观的再现。 (存在Shutterstock)

大规模灭绝是地球过去的时代,大部分生命突然灾难性地死亡。 这些定期发生 过去550亿年。 这些灭绝的确切原因尚不完全清楚,但似乎有一个惊人的巧合。 在大灭绝和形成大火成岩省(LIP)的巨大火山喷发之间.

LIP是 产生数百万立方公里玄武岩浆的巨型火山很短的时间。 它们的规模要比著名的超级喷发大得多- 像黄石破火山口超级火山 -通常释放不到5,000立方公里的岩浆。

LIP的岩浆可以在喷发过程中释放出足够的气体,例如二氧化碳(温室气体)或基于硫的化合物, 改变气候。 这种气候变化反过来影响了海洋的组成,并迅速导致 地球上生命的死亡.

尽管巨大的火山喷发与地球上的大规模灭绝有关,但我们的研究表明,世界上最大的已知LIP之一可能对气候没有影响或没有造成任何灭绝。 在我们研究之前,还没有真正了解LIP的确切年龄。 通过改进的数据集和更高的精度分析,我们能够证明这些事情不是同时发生的。

不只是爆发

研究还表明,来自LIP的玄武岩会侵入地壳, 会变热—变质—富含挥发物的沉积岩,容易蒸发的化合物。 这种变质会释放出大量的气体 例如沉积物中的甲烷和二氧化硫,这 也会改变气候-导致大灭绝.

这两种机制都被指责为造成了导致物种大灭绝的气候变化。 但是,也有一些情况 似乎没有引起大灭绝的LIP,也没有明显的LIP的灭绝。 这些巨大的LIP火山喷发与大灭绝之间的关系可能不像以前想象的那么清楚。 解开涉及的确切机制一直是 众多 科学的 研究.

要考虑的一个极其重要的因素是LIP相对于灭绝的确切年龄。 如果气候变化的年龄,相关的生物大灭绝和LIP不重叠,那么火山爆发就不是原因。

为什么巨大的火山喷发并没有导致气候变化和大灭绝140亿年前 巴西巴拉那盆地的证据表明,世界上最大的超级火山爆发之一并未造成大规模灭绝。 (存在Shutterstock)

巴西爆发

为了研究世界上最大的LIP之一是否引起了大规模的气候变化和大规模的灭绝,我们的研究团队产生了 巴西Paraná-EtendekaLIP的高精度年龄。 我们使用U-Pb系统对在喷出的熔岩流中结晶的矿物锆石进行了测年,这使我们能够精确确定熔岩的喷发年龄。 此技术可为LIP生成准确的年龄.

许多研究已将此LIP与 在海洋中发现的大规模灭绝事件。 我们想知道的第一件事是该LIP何时喷发以及喷发了多长时间。 一旦有了这些信息,我们就可以确定它是否与大规模灭绝事件完全同时发生。

我们的研究集中在巴拉那岩浆省(巴西LIP的南美部分),这是迄今为止最大的岩浆省,产生了约XNUMX万立方公里的岩浆。

140亿年前,当LIP爆发时,南美和非洲相互连接, 是冈瓦纳超大陆的一部分。 当这两个地区是邻国时,这个LIP在巴西和纳米比亚爆发 在南大西洋开放之前.

许多研究表明,LIP引起了全球气候变化,导致了小规模的物种灭绝,也降低了海洋中的氧气浓度。 这个时期叫做 瓦兰吉尼亚事件.

为什么巨大的火山喷发并没有导致气候变化和大灭绝140亿年前 来自ParanáLIP的火山岩(辉石岩覆盖在玄武岩上)与巴西南里奥格兰德州Caracol国家公园南大西洋的开放有关。 (安娜·卡罗莱纳·卢切蒂), 作者提供

无环境影响

我们的研究表明,ParanaáLIP的爆发非常快,大约在大灭绝后的一百万年内爆发,因此这不太可能是原因。 我们没有处理的ParanáLIP中有一个较旧的部分,可能导致了瓦兰吉尼亚事件。 但是大多数LIP爆发的原因是 很短的时间,因此年龄较大的部分不可能比全省其他地方的年龄大一百万年。

我们也没有从事 埃滕德卡(Etendeka)在纳米比亚省的一部分。 但是,与南美部分相比,该省的这一部分非常小,我们希望它与巴拉那州同时爆发, 尽管它可能持续爆发了更长的时间 (因此可能更年轻)。

我们对ParanáLIP的研究证明,仅大量LIP岩浆的喷发可能还不足以导致生物大灭绝。 仍然存在的问题是,为什么这种巨大的岩浆喷发几乎对气候没有影响。 我们的理论是,巴拉那LIP周围缺乏富含挥发性物质的沉积物,这意味着在LIP的放置或放置过程中,由于变质作用,没有释放出额外的挥发性物质。 LIP岩浆沉积物的变质作用以及与此相关的释放出的气体,可能是导致气候变化导致物种大灭绝的主要动力吗?

地球上最大的物种大灭绝事件发生在 二叠纪末期, 与西伯利亚陷阱LIP的爆发相吻合。 该LIP侵入了挥发性较大的富集沉积盆地,这很可能造成了 释放大量挥发性化合物.

我们对ParanáLIP的发现还取决于 瓦朗吉尼亚事件的年龄。 目前,此事件的年龄估算基于海洋沉积物的周期性分析,但以更高的精度可能会发现它与ParanáLIP重叠。 尽管巨大的火山喷发与地球上的大规模灭绝有关,但我们的研究表明,世界上最大的已知LIP之一可能对气候没有影响或没有造成任何灭绝。 但就目前而言,ParanáLIP似乎对我们的星球几乎没有环境影响。谈话

关于作者

约书亚·戴维斯(Joshua Davies),《地球与大气科学》教授, 魁北克大学蒙特利尔分校(UQAM); 布伦达·钟·罗查(Brenda Chung Rocha),地球科学教授 universidade - 圣保罗尼古拉斯·格里伯(Nicolas Greber),地球化学助理教授, 伯尔尼大学

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