Massutrotningar är tider i jordens förflutna när stora delar av livet plötsligt och katastrofalt dog. Dessa har förekommit periodiskt under de senaste 550 miljoner åren. De exakta orsakerna till dessa utrotningar är inte helt klarlagda, men det verkar finnas ett anmärkningsvärt sammanträffande mellan massutrotningar och enorma vulkanutbrott som bildar stora magmatiska provinser (LIP).

LIPs är massiva vulkaner som producerar miljontals kubikkilometer basaltisk magma på mycket kort tid. De är mycket större i skala än de berömda superutbrotten - som Yellowstone caldera supervulkanen - som vanligtvis släpper ut mindre än 5, 000 kubikkilometer magma.

Magman från LIPs kan släppa ut tillräckligt med gaser under utbrott, som koldioxid (en växthusgas) eller svavelbaserade föreningar, att förändra klimatet. Denna klimatförändring påverkar i sin tur havens sammansättning och leder snabbt till livets död på jorden.

Medan enorma vulkanutbrott har kopplats till massutrotningar på jorden, vår forskning visar att en av världens största kända LIP kan inte ha haft någon effekt på klimatet eller orsakat några utrotningar. Innan vår studie, den exakta åldern på LIP var inte riktigt känd; med vår förbättrade datauppsättning och högre precisionsanalys, vi kunde visa att dessa saker inte inträffade samtidigt.

Inte bara utbrott

Forskning har också föreslagit att basalt från LIP, som tränger in i skorpan, kan värmas upp och förändras—metamorfos—sedimentära bergarter som är rika på flyktiga ämnen, föreningar som lätt förångas. Denna metamorfos kan frigöra enorma mängder gaser som metan och svaveldioxid från sedimenten, som också förändrar klimatet – vilket leder till massutrotningar.

Båda dessa mekanismer har fått skulden för att orsaka klimatförändringarna som resulterade i massutrotningar. Dock, det finns också fall av LIP:er som inte verkar orsaka massutdöende och även utrotningar som inte har någon uppenbar LIP. Sambandet mellan dessa enorma LIP-vulkanutbrott och massutrotningar kanske inte är så tydligt som man tidigare trott. Att reda ut de exakta inblandade mekanismerna har varit i fokus för många vetenskapliga studier.

En extremt viktig faktor att ta hänsyn till är den exakta åldern på LIP i förhållande till massutrotningen. Om klimatets åldrar förändras, associerad massutrotning och LIP överlappar inte varandra, då är vulkanismen inte orsaken.

Brasiliens utbrott

För att undersöka om en av världens största LIP orsakade massiva klimatförändringar och en massutrotning, vårt forskarteam genererade mycket exakta åldrar för Paraná-Etendeka LIP i Brasilien. Vi daterade mineralet zirkon som kristalliserade i de utbrutna lavaflödena med hjälp av U-Pb-systemet som gjorde det möjligt för oss att exakt bestämma utbrottsåldern för lavorna. Denna teknik producerar exakta och exakta åldrar för LIPs.

Många studier hade kopplat denna LIP till en massutrotningshändelse som hittades i haven. Det första vi ville veta var när denna LIP bröt ut, och hur länge. När vi väl hade den här informationen, vi kunde avgöra om det inträffade exakt samtidigt som massutrotningen.

Vår studie fokuserade på Paraná Magmatic-provinsen – den sydamerikanska delen av LIP i Brasilien – som är den överlägset största, och producerade cirka en miljon kubikkilometer magma.

När denna LIP bröt ut, 140 miljoner år sedan, Sydamerika och Afrika var sammankopplade och var en del av superkontinenten Gondwana. Denna LIP bröt ut i Brasilien och Namibia, när båda dessa områden var grannar före öppnandet av södra Atlanten.

Många studier har föreslagit att denna LIP orsakade globala klimatförändringar som ledde till en liten massutrotning och även en minskning av syrekoncentrationen i haven. Denna period kallas den valanginska händelsen.

Inga miljöeffekter

Vår forskning visar att Paraná LIP bröt ut extremt snabbt, cirka en miljon år efter massutrotningen och det är därför osannolikt att det har varit orsaken. Det finns en äldre del av Paraná LIP som vi inte arbetade på som kunde ha orsakat den valanginska händelsen. Men de flesta läppar bryter ut under en mycket kort tidsperiod, så det är osannolikt att den äldre delen är mer än en miljon år äldre än resten av provinsen.

Vi arbetade inte heller på Etendeka-delen av provinsen i Namibia. Men denna del av provinsen är extremt liten i jämförelse med den sydamerikanska delen, och vi förväntar oss att det bröt ut av en slump med Paraná, även om det kan ha fortsatt att bryta ut längre (och därför kan vara yngre).

Vår studie av Paraná LIP bevisar att utbrottet av enorma volymer LIP-magma ensamt kanske inte är tillräckligt för att orsaka massutdöende. Frågan som återstår är varför detta enorma utbrott av magma nästan inte hade någon effekt på klimatet; vår teori är att avsaknaden av flyktiga sediment runt Paraná LIP innebar att inga extra flyktiga ämnen släpptes ut på grund av metamorfos under positioneringen, eller placering, av LIP. Kanske sedimentens metamorfos av LIP-magmas, och gasen som frigörs i samband med detta, är den främsta drivkraften bakom klimatförändringar som leder till massutrotningar?

Jordens största massutrotning inträffade i slutet av permperioden, sammanfallande med utbrottet av Siberian Traps LIP. Denna LIP trängde in stora flyktiga rika sedimentära bassänger som sannolikt orsakade utsläpp av enorma mängder flyktiga föreningar.

Våra fynd för Paraná LIP beror också på åldern på den valanginska händelsen. För närvarande, åldersuppskattningen för denna händelse är baserad på cyklisk analys av havssediment, men det är möjligt att med större precision, vi kan finna att den överlappar med Paraná LIP. Medan enorma vulkanutbrott har kopplats till massutrotningar på jorden, vår forskning visar att en av världens största kända LIP kan inte ha haft någon effekt på klimatet eller orsakat några utrotningar. Men för nu, det verkar som att Paraná LIP nästan inte hade någon miljöeffekt på vår planet.

Den här artikeln är återpublicerad från The Conversation under en Creative Commons-licens. Läs originalartikeln.