Ursprunget till gigantiska magmautbrott som ledde till globala klimatkriser och utrotning av arter har förblivit kontroversiellt. Två konkurrerande paradigm förklarar dessa katastrofer, antingen genom splittring av tektoniska plattor på jordens yta eller genom inverkan av heta strömmar, kallas mantelplymer, från planetens inre. En grupp geokemister från Finland och Moçambique föreslår att de har hittat den rykande pistolen i magmaprovinsen Karoo. Deras nya artikel rapporterar upptäckten av primitiva picritlavor som kan ge det första direkta provet av en varm mantelplym under södra Afrika under juraperioden.

De stora jura-lavaflödena som svämmade över södra Afrika och delar av östra Antarktis före splittringen av superkontinenten Pangea utgör ett av de största vulkaniska systemen på jorden. Magmautbrotten orsakade global miljöoro och utrotning av arter. Det snabba ursprunget till denna Karoo-basaltprovins i södra Afrika har ofta förknippats med smältningen av en stor plym som steg upp från den djupa manteln för cirka 180 miljoner år sedan. Dock, Plymmodellen har saknat bekräftelse från lavakompositioner som bevarar en geokemisk "plymsignatur."

"Så vitt vi vet, Luenha-picriterna är de första lavaproverna som kan härröra från plymkällan som tidigare har slutsats från olika geologiska och geofysiska data om Karooprovinsen. Därför tillåter de kompositionsanalys av denna källa, säger Sanni Turunen, ledande författare och doktorand vid Naturhistoriska riksmuseet, som är en del av Helsingfors universitet. När det gäller Luenha-bilderna, uppkallad efter forskningsområdet nära Luenhafloden, de geokemiska sammansättningarna indikerar en het magmakälla som i många avseenden skiljer sig från tidigare rapporterade magmakällor i Karooprovinsen. De visar sammansättningslikheter med magma som bildas i andra vulkaniska provinser som är relaterade till djupa mantelplymer världen över.

"Det är mycket viktigt att inse att i enorma och komplexa vulkaniska system, såsom Karoo-provinsen, stora mängder magma kan produceras från flera magmakällor, " förklarar Daúd Jamal, professor vid Eduardo Mondlane University, i Moçambique.

"Tidigare studier av Karoo-picriter i Afrika och Antarktis av oss och andra grupper har föreslagit generering av magma i den övre manteln, men våra nya resultat tyder på att plymkällor också var inblandade, " tillägger Jussi Heinonen, Finlands Akademistipendiat vid institutionen för geovetenskap och geografi vid Helsingfors universitet.

Viktigt, Luenha-bilderna verkar representera huvudkällan till de omfattande flodbasalterna i södra Afrika. "Vi var fascinerade att inse att Luenha-picriterna avslöjade en typ av magmakälla som nyligen förutspåddes med hjälp av lavakompositioner, men som inte hade bekräftats av observationsbevis, " som karaktäriseras av Arto Luttinen, överintendent vid Finlands naturhistoriska museum. Enligt studien, de för närvarande tillgängliga data är kompatibla med en plymkälla som har behållit sammansättningen av jordens primitiva mantel anmärkningsvärt väl. Detta är ganska ovanligt på grund av den 4,5 miljarder år långa utvecklingen av konvektionsmanteln.

Bekräftelse av åldern och utvecklingen av den primitiva mantelliknande källan till Luenha-picriterna kräver ytterligare begränsningar från framtida isotopstudier.

"Oavsett den exakta karaktären av Luenha-källan visar sig vara, vi känner oss övertygade om att vi har avslöjat stenar som hjälper till att ta itu med det komplexa ursprunget till stora utbrott i nya detaljer, avslutar Turunen.