Wissenschaftler haben neue Erkenntnisse über den Zeitpunkt und die wahrscheinliche Ursache großer vulkanischer Ereignisse gewonnen, die sich vor Millionen von Jahren ereigneten und derartige klimatische und biologische Unruhen verursachten, dass sie zu einigen der verheerendsten Aussterbeereignisse in der Erdgeschichte führten. Überraschenderweise deuten die neuen Forschungsergebnisse, die heute in Science Advances veröffentlicht wurden, darauf hin, dass eine verlangsamte Bewegung der Kontinentalplatten das entscheidende Ereignis war. Dadurch konnte Magma an die Erdoberfläche aufsteigen und die verheerenden Auswirkungen verursachen.
Die Erdgeschichte ist geprägt von großen vulkanischen Ereignissen, den so genannten großen Eruptionsprovinzen (LIP), von denen die größten einen starken Anstieg der atmosphärischen Kohlenstoffemissionen verursachten, dass sie das Erdklima erwärmten, nie dagewesene Veränderungen in den Ökosystemen verursachten und zu Massenaussterben an Land und in den Ozeanen führten.
Anhand chemischer Daten aus alten Tonsteinvorkommen, die aus einem 1,5 km tiefen Bohrloch in Wales stammen, konnte ein internationales Team unter der Leitung von Wissenschaftlern der School of Natural Sciences des Trinity College Dublin zwei Schlüsselereignisse von vor rund 183 Millionen Jahren (der Toarcian-Periode) miteinander in Verbindung bringen.
Das Team entdeckte, dass dieser Zeitraum, der durch einige der schwerwiegendsten Klima- und Umweltveränderungen aller Zeiten gekennzeichnet war, direkt mit dem Auftreten großer vulkanischer Aktivitäten und der damit verbundenen Freisetzung von Treibhausgasen auf der südlichen Erdhalbkugel zusammenfiel. Dieses Gebiet bildet heute das südliche Afrika, die Antarktis und Australien.
Und noch wichtiger: Bei weiteren Untersuchungen halfen die Plattenrekonstruktionsmodelle des Teams, den fundamentalen geologischen Schlüsselprozess zu entdecken, der den Zeitpunkt und das Auftreten dieses vulkanischen Ereignisses und anderer Ereignisse großen Ausmaßes zu steuern schien.
Micha Ruhl, Assistenzprofessor an der School of Natural Sciences von Trinity, leitete das Team. Er sagte: “Wissenschaftler haben lange Zeit angenommen, dass das Aufsteigen von geschmolzenem Vulkangestein oder Magma aus den Tiefen des Erdinneren in Form von Mantelplumes der Auslöser für solche vulkanischen Aktivitäten ist, aber die neuen Erkenntnisse zeigen, dass die normale Geschwindigkeit der Kontinentalplattenbewegung von mehreren Zentimetern pro Jahr effektiv verhindert, dass Magma in die kontinentale Erdkruste eindringt.
“Es scheint, dass nur dann, wenn sich die Geschwindigkeit der Kontinentalplattenbewegung auf nahezu Null verlangsamt, Magmen aus Mantelplumes tatsächlich an die Oberfläche gelangen können und große Vulkanausbrüche in den Eruptionsprovinzen und die damit verbundenen Klimastörungen und Massenaussterben verursachen.
“Entscheidend ist, dass die weitere Auswertung zeigt, dass eine Verringerung der Bewegung der Kontinentalplatten wahrscheinlich den Beginn und die Dauer vieler großer vulkanischer Ereignisse im Laufe der Erdgeschichte kontrollierte, was sie zu einem grundlegenden Prozess bei der Steuerung der Entwicklung des Klimas und des Lebens an der Erdoberfläche im Laufe der Geschichte dieses Planeten macht”.
Die Untersuchung vergangener globaler Veränderungen wie im Toarcium ermöglicht es den Wissenschaftlern, die verschiedenen Prozesse zu entschlüsseln, die die Ursachen und Folgen globaler Veränderungen des Kohlenstoffkreislaufs steuern und die grundlegenden Prozesse des Erdsystems einzugrenzen, die Kipppunkte im Klimasystem der Erde kontrollieren.
Veröffentlichung: Micha Ruhl, Reduced plate motion controlled timing of Early Jurassic Karoo-Ferrar large igneous province volcanism, Science Advances (2022). DOI: 10.1126/sciadv.abo0866. www.science.org/doi/10.1126/sciadv.abo0866
Quelle: off. Pm des Trinity College Dublin
Pia Gaupels
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