Vi vet redan att klimatförändringar påverkar sådana jordprocesser som erosion och fluktuationer i havsnivån. Men har ytprocesser i sin tur inflytande på vulkanisk aktivitet? Detta var frågan som ställdes av geologer från universitetet i Genève (UNIGE, Schweiz) och internationella samarbetspartners. Forskarna analyserade vulkaniska data från den Messiniska salthaltskrisen i Medelhavet, när Gibraltarsundet blockerades och Medelhavet tillfälligt isolerades från Atlanten. Efter att ha observerat en kraftig ökning av vulkanisk aktivitet under denna period, och testa olika scenarier, geologerna drog slutsatsen att ökningen av magmatisk aktivitet endast kunde förklaras av den nästan totala uttorkningen av Medelhavet. Dessa resultat, publicerad i Naturgeovetenskap , avslöja inverkan av ytprocesser, till stor del styrd av klimatet, på vulkanisk aktivitet.

Det är känt att Gibraltarsundet var tillfälligt stängt under Messinian Era (mer exakt, från 5,96 till 5,33 miljoner år sedan) och att Medelhavet var isolerat från Atlanten. Faktiskt, så långt tillbaka som 1970-talet, Forskare har hittat flera hundra meter tjocka lager av salt på havsbotten. Den enda förklaringen är att det fanns mycket begränsad koppling mellan Medelhavet och Atlanten. Forskarna upptäckte också enorma undervattenskanjoner som går tillbaka till samma period, urholkas av floder som rinner över land som nu är nedsänkt, vilket tyder på att havsnivån var mycket lägre vid den tiden. Detta pekar också på den massiva uttorkningen av Medelhavet med enorma geografiska och klimatiska störningar över hela bassängen. Denna hypotes, dock, fortsätter att vara en källa till debatt.

Ändå, ett team av UNIGE-ledda geologer har gett nya bevis på Medelhavets uttorkning och att ytprocesser tvingar magmatisk aktivitet. "Vi förstår att det som händer på jordens yta, som en plötslig sänkning av havsnivån, gör att trycket ändras på djupet och har en effekt på magmaproduktionen, säger Pietro Sternai, forskare vid institutionen för geovetenskaper vid UNIGEs naturvetenskapliga fakultet. Med tanke på att salthaltskrisen kunde generera dessa tryckförändringar, geologerna, arbetar med hypotesen att Medelhavet torkade ut, studerade förändringarna i vulkanisk aktivitet under denna period.

När en vulkan får utbrott, magman svalnar på jordens yta och mineralerna kristalliserar. Baserat på dessa tysta vittnen om vulkanisk aktivitet, forskarna kunde konstatera att det var 13 utbrott runt Medelhavet för mellan 5,9 och 5,3 miljoner år sedan. Detta är mer än dubbelt så mycket som den genomsnittliga aktiviteten, vilket är cirka 4,5 utbrott över en längre tidslängd som omfattar salthaltskrisen. Varför är siffran så hög? "Den enda logiska förklaringen, " föreslår Sternai, "är hypotesen att havet torkade ut, eftersom detta är den enda händelsen som är kraftfull nog att förändra jordens tryck och magmatiska produktion över hela Medelhavet."

Geologerna använde numeriska modeller för att testa hypotesen att Medelhavet torkade ut. De återgav historien om laddning och utsläpp av vikten av vatten och sediment i Medelhavet när det torkade ut. Sedan beräknade de förändringarna i trycket på djupet och påverkan på magmaproduktionen.

Två scenarier undersöktes:Det första togs med i salthaltskrisen med drastisk sänkning av havsnivån, och den andra utesluter dragningen. "Simuleringarna visade att det enda sättet att förklara den bevisade ökningen av vulkanisk aktivitet var att nivån (och därmed vikten) av Medelhavet sjönk med cirka två kilometer, " förklarar Sternai. "Jag överlåter åt dig att föreställa dig hur landskapet såg ut."

Förutom att ge ytterligare bevis på uttorkningen av Medelhavet, forskningen visar också klimatförändringarnas inverkan på den djupa jorden. Klimatförändringar påverkar magmatisk produktion, särskilt genom effekterna på erosion och hydrologi, som modifierar trycket som utövas på jordens yta på de djupa lagren. Även om vi har varit medvetna om vulkanismens inverkan på klimatet under ganska lång tid, de resultat som presenteras i studien har avslöjat att motsatsen också är möjlig. "Detta banbrytande arbete öppnar nya perspektiv för tvärvetenskapliga studier om kopplingen mellan den fasta jorden och den flytande jorden, och – till exempel – involverar vulkanologer, geomorfologer och klimatologer, avslutar Sternai.