Forskare i Japan, USA och Kina säger att de har hittat mer konkreta bevis på den vulkaniska orsaken till den största massutrotningen av liv. Deras forskning tittade på två diskreta utbrottshändelser:en som tidigare var okänd för forskare, och det andra som resulterade i att stora delar av mark- och marint liv försvann.

Det har skett fem massutrotningar sedan den divergerande utvecklingen av tidiga djur för 450–600 miljoner år sedan. Den tredje var den största och tros ha utlösts av utbrottet av de sibiriska fällorna - en stor region av vulkanisk sten som kallas en stor magmatisk provins. Men sambandet mellan utbrottet och massutrotningen har ännu inte klarlagts.

Sedimentära kvicksilveranrikningar, proxyservrar för massiva vulkaniska händelser, har upptäckts i dussintals sedimentära bergarter från slutet av Perm. Dessa stenar har hittats avsatta i inlandet, i grunda hav och centrala hav, men osäkerhet kvarstår om deras tolkning. Kvicksilver kan härröra från antingen direkt atmosfärisk avsättning från vulkaniska utsläpp och flodinmatningar från markens oxidation av marknära ämnen när mark/växtförstöring - kallad markbunden ekologisk störning - inträffar.

Den största massutrotningen inträffade i slutet av Perm - ungefär 252 miljoner år sedan. Denna massutrotning präglades av övergången från divergensen mellan de paleozoiska reptilerna och marina djur som brachiopoder och trilobiter till mesozoiska dinosaurier och marina djur som blötdjur. Ungefär 90 % av arterna försvann i slutet av perm.

Nuvarande professor emeritus vid Tohoku University, Kunio Kaiho ledde ett team som undersökte möjliga utlösare för den största massutrotningen. De tog sedimentära stenprover från två platser – södra Kina och Italien – och analyserade de organiska molekylerna och kvicksilver (Hg) i dem. De hittade två diskreta koronen-Hg-anrikningar som sammanföll med den första ekologiska störningen på marken och följande massutrotning i båda områdena.

"Vi tror att detta är produkten av stora vulkanutbrott eftersom koronenanomin bildades av onormalt hög temperaturförbränning, "säger professor Kaiho." Högtemperaturmagma eller asteroid-/kometpåverkan kan göra en sådan koronanrikning.

Ur den vulkaniska aspekten, detta kunde ha inträffat på grund av den högre temperaturförbränningen av levande och fossilt organiskt material från lavaflöden och horisontellt inträngt magma (tröskel) i det sedimentära kolet och oljan. Den olika storleken på de två koronen-kvicksilverberikningarna visar att det terrestra ekosystemet stördes av mindre globala miljöförändringar än det marina ekosystemet. Varaktigheten mellan de två vulkaniska händelserna är tiotusentals år."

Enorma vulkanutbrott kan producera svavelsyraaerosoler i stratosfären och koldioxid i atmosfären, som orsakar globala klimatförändringar. Denna snabba klimatförändring tros ligga bakom förlusten av land och marina varelser som ses i fig. 1.

Koronen är ett högkondenserat sex-rings polycykliskt aromatiskt kolväte, som kräver betydligt högre energi för att bildas jämfört med mindre PAH. Därför, vulkanisk förbränning vid hög temperatur kan orsaka koronenanrikningar. Detta innebär att högtemperaturförbränning av kolväten i sedimentära bergarter genom lateralt intrång av magmas bildade CO ₂ och CH4 som orsakar högtryck och utbrott för att inducera global uppvärmning och massutrotning. Koncentrationen av koronen och kvicksilver visade för det första att vulkanisk kolväteförbränning bidrog till utrotningen genom global uppvärmning.

Kaihos team studerar nu andra massutrotningar i hopp om att ytterligare förstå orsaken och processerna bakom dem.