Ett nytt geologiskt register över Yellowstone supervulkanens sista katastrofala utbrott skriver om historien om vad som hände 630, 000 år sedan och hur det påverkade jordens klimat. Detta utbrott bildade den stora Yellowstone -kalderan som observerades idag, den näst största på jorden.

Två lager vulkanisk aska som bär det unika kemiska fingeravtrycket från Yellowstones senaste superutbrott har hittats i sediment på havsbotten i Santa Barbara-bassängen, utanför södra Kaliforniens kust. Dessa lager av aska, eller tephra, är inklämda bland sediment som innehåller en anmärkningsvärt detaljerad beskrivning av havs- och klimatförändringar. Tillsammans, både aska och sediment avslöjar att det senaste utbrottet inte var en enda händelse, men två utbrott som ligger nära varandra som knackade på bromsarna på en naturlig global uppvärmningstrend som så småningom ledde planeten ur en stor istid.

"Vi upptäckte här att det finns två askbildande superutbrott med 170 års mellanrum och var och en kylde havet med cirka 3 grader Celsius, "sa U.C. Santa Barbara geolog Jim Kennett, som kommer att presentera en affisch om arbetet på onsdag, 25 oktober, vid det årliga mötet för Geological Society of America i Seattle. Att uppnå upplösningen för att upptäcka de separata utbrotten och deras klimateffekter beror på flera speciella förhållanden som finns i Santa Barbara -bassängen, Sa Kennett.

Ett villkor är en stadig tillförsel av sediment till bassängen från land - cirka en millimeter per år. Sedan är det det mycket produktiva havet i området, matas av uppväxande näringsämnen från djuphavet. Detta producerade rikliga små skal av foraminifera som sjönk till havsbotten där de begravdes och bevarades i sedimentet. Dessa skal innehåller temperaturberoende syreisotoper som avslöjar havets yttemperaturer där de levde.

Men inget av detta skulle vara till stor nytta, sa Kennett, om det inte är för att syrenivåerna på havsbotten i bassängen är så låga att det inte kan hindra grävande marina djur som blandar sedimenten och försämrar detaljerna i klimatrekordet. Som ett resultat, Kennett och hans kollegor kan lösa klimatet med dekadal upplösning.

Genom att jämföra rekordet av vulkanisk aska med klimatet i foraminifera, det är ganska klart, han sa, att båda dessa utbrott orsakade separata vulkaniska vintrar - vilket är när aska och vulkaniska svaveldioxidutsläpp minskar den mängd solljus som når jordens yta och orsakar tillfällig kylning. Dessa kylningshändelser inträffade vid en särskilt känslig tid då det globala klimatet värmdes ur en istid och lätt stördes av sådana händelser.

Kennett och kollegor upptäckte att början på de globala kylhändelserna var abrupt och sammanföll exakt med tidpunkten för de supervulkaniska utbrotten, den första iakttagelsen av sitt slag.

Men varje gång, kylningen varade längre än den borde ha, enligt enkla klimatmodeller, han sa. "Vi ser planetkylning av tillräcklig storlek och varaktighet för att det måste finnas andra återkopplingar." Dessa återkopplingar kan inkludera ökad solljusreflekterande havsis och snötäcke eller en förändring i havscirkulationen som skulle kyla planeten under en längre tid.

"Det var ojämnt, men lycklig tid, "Kennett sa om tidpunkten för utbrotten." Om dessa utbrott hade hänt under ett annat klimatläge kanske vi inte har upptäckt de klimatiska konsekvenserna eftersom kylningsavsnitten inte skulle ha pågått så länge. "