Supervulkaner är ett av Moder Naturs dödligaste fenomen, och när de bryter ut, de kan förändra klimatet på hela planeten.

För att få en inblick i hur framtida katastrofala vulkaniska händelser kan förändra våra liv, forskare vid University of Cincinnati grävde djupt in i det förflutna för att hitta nya bevis för vulkanrelaterade klimatförändringar.

Resultaten av studien publiceras i juli -numret av Naturvetenskapliga rapporter med titeln "Positiva platinaanomalier vid tre sena holoceniska vulkaniska händelser av hög storlek i sediment på västra halvklotet."

"Vi tittade på platinapartiklar som en indikator på hur långt vulkanisk aska har rest, "säger Kenneth Tankersley, UC -docent i antropologi och geologi och huvudförfattare till studien.

"Åldern på sedimentet som innehåller platina tillät vårt tvärvetenskapliga team av antropologer, geologer, geografer och biologer att direkt identifiera radikal klimatförändring för åtta olika västerländska halvklotets arkeologiska platser till tre stora katastrofala vulkaner från början av den lilla istiden och medeltida uppvärmning. Den senaste daterad till 1700-talet. "

Varför är detta viktigt? Tankersley säger att forskarna hoppas att sådana här studier kan hjälpa världen att förbereda sig inför nästa stora utbrott. Som han säger, "Det är inte" om "dessa katastrofala vulkaniska händelser kommer tillbaka, det är "när".

Till exempel, Tankersley förklarar Eldgjá -utbrottet (CE 934) som att det producerar så mycket damm i atmosfären, det filtrerade tillräckligt med sol och värme för att sänka globala temperaturer avsevärt under ett par år. Det som följde var svåra vintrar som bidrog till svält, epidemier, och förlust av många liv. Över 900 år senare orsakade en vulkanisk händelse på Stilla ön Krakatoa Cincinnati en extremt kall vinter och en väldigt sval sommar i slutet av 1800 -talet.

Inte alla explosiva vulkanutbrott resulterar i den globala spridningen av partikelspridning, som den senaste Kilauea -vulkanen på Hawaii. Dock, enligt Tankersley, det finns ett bestämt samband mellan betydande förändringar i klimatförhållanden utanför regelbundna klimatcykler och de stora vulkaniska händelser som utforskats i denna forskning.

Platinavärde

En nyckelspelare i denna undersökning är Platinum. Enligt forskarna, det sällsynta elementet förekommer inte naturligt på jordens yta. Det inträffar bara efter en kosmisk påverkan som en meteor, asteroid eller en bit av en komet träffar jorden.

Eller, som i detta fall, platina avslöjas när vulkanisk aska spyder fontäner av glödande lava och ko-pajformade smälta bergbomber. De resulterande askmolnen innehåller fina platinapartiklar, bevis för de långtgående effekterna av stora vulkanutbrott.

Studien tittade på sedimentprover från åtta västerländska halvklotets arkeologiska platser i Ohio -dalen, amerikanska sydväst, Karibien och Maya låglandet i Guatemala.

De tvärvetenskapliga forskarna från hela UC:s campus och Kongju National University lyckades framgångsrikt koppla de radikala klimatförändringsmönstren från var och en av dessa platser till en eller flera av tre vulkaniska händelser av hög storlek, inklusive Eldgjá -vulkanen (CE 934) och Laki -vulkanen (CE 1783) på Island och Kuwae -vulkanen på ön Vanuatu utanför östra Afrikas kust (1452 CE).

Alla tre katastrofala vulkanutbrott inträffade under de senaste 1, 000 år eller slutet av Holocen - den geologiska period vi lever i just nu.

Dating sediment

Bland UC:s forskargrupp finns första året antropologi-student Dominique Sparks-Stokes som hämtade djupa sedimentprover från två av Ohio Valley-platser och identifierade botaniska rester för radiokolldatering.

Efter att ha retat ut kolsyrade växter från de djupa kärnproven, Sparks-Stokes och forskarna kunde räkna antalet kolatomer-en process Tankersley säger hjälper geokronologer att sätta ett exakt datum på var de befinner sig inom kärnan.

I labbet, Sparks-Stokes fungerar på brickor fyllda med sandfärgat damm och flingor. "Se de små gnistrande partiklarna i det här dammet som ser ut som blank sand? Mycket av det glänsande materialet är kvarts, fältspat och glimmer från vulkaniskt damm bevarat i den bakade keramiken.

"Vi har perfekta förhållanden i dessa fickor och skyddade miljöer där vindar har liten effekt från erosion, "tillägger Sparks-Stokes, med hänvisning till sinkhålen i Serpent Mound och Wynema -platsen i Ohio Valley -områdena.

"Vi daterade de bevarade sedimenten som innehåller platina och jämförde dessa datum med vulkanisk aktivitet på västra halvklotet från samma era och associerade det med oregelbundna klimatförändringsmönster under den tiden som ett resultat av dessa vulkaniska händelser."

Att identifiera platinapartiklar i gammal vulkanisk aska är det första steget. Datering av sedimentet med geokronologi är nästa, det är där UC -geologen Lewis Owen kommer in.

"Förutom radiokolldatering, Owen lade till sin optiskt stimulerade luminescens -expertis till en serie vetenskaplig teknik som vi kallar kronometrisk dejting, "noterar Tankersley." Vi jämförde dessa fynd med våra typologiskt och tidsmässigt distinkta artefakter, som gjorde det möjligt för oss att fastställa vulkaniska händelser som redan var kända från dessa epoker i tid. "

Mellan en sten och en "het" plats

Regelbundna vulkaner släpper ut miljoner kubikfot aska och skräp över ett helt tillstånd. Men som Tankersley påpekar, supervulkaner kan förstöra en hel kontinent, och hälften av jordens supervulkaner hände i Nordamerika.

Det sista stora utbrottet skapade en ministid som ledde till dramatiska klimatförändringar. Den största påverkan från en annan katastrofal händelse skulle komma månader efter explosionen, dock, eftersom det dödligaste resultatet av dessa händelser inte är så mycket askan som faller till marken utan gaserna som stannar i luften, tillägger Tankersley.

"Explosiva vulkaner blåser material upp i stratosfären, "förklarar forskargruppmedlem Warren Huff, UC professor emeritus i geologi. "Explosionen släpper ut svaveldioxidgas, som omvandlas till svavelsyra aerosoldroppar som sedan färdas genom jordens atmosfär på vindströmmar.

"Mer än 200 miljoner ton svaveldioxid, skjuts upp i luften och sprids över hela världen av stratosfäriska vindar, kan producera en slöja som täcker jorden och skär ut mycket av solljuset. När skuggan dämpar värmen från solen under långa perioder svalnar jorden. "

Vulkanologer hittar för närvarande en aktiv supervulkan som brygger under 3 år, 400 kvadratkilometer skyddad vildmark i Northwest Wyomings Yellowstone National Park. Det har exploderat flera gånger mellan 2,1 miljoner år och 830, 000 år sedan.