Wulkany zamroziły Ziemię. Ogromne erupcje zmieniły planetę w śnieżkę

Badacze wiedzieli od lat, że gwałtowne zwiększenie aktywności wulkanów nastąpiło mniej więcej wtedy, kiedy Ziemię pokryły lodowce. Ale “mniej więcej" to za mało, by móc spekulować o tym, czy wulkany spowodowały zamrożenie planety. 

Nowe badanie, opublikowane w zeszłym miesiącu w periodyku Earth and Planetary Science Letters o wiele precyzyjniej określiło to, kiedy doszło do wielkich erupcji. Badacze wskazują, że do wielkich erupcji doszło na ok. 1-2 mln lat przed nastaniem czasu “Ziemi-Śnieżki".

Badacze wskazują też proces, który mógł doprowadzić do gwałtownego ochłodzenia planety. Sugerują, że za zamrożenie odpowiadała specyficzna właściwość świeżych skał wulkanicznych. Te, ulegając wietrzeniu, wysysają z atmosfery CO2, pozbawiając planetę jego ocieplających właściwości.

Naukowcy podkreślają, że te ustalenia powinny dobitnie pokazać jak istotną rolę w ziemskich procesach klimatycznych odgrywają skały oraz to, jak ściśle powiązane ze sobą są skały, atmosfera i oceany. “Niczego nie da się zrozumieć w odosobnieniu" mówi dr Galen Halverson, geolog z Uniwersytetu McGill.

Zlodowacenie, które trwało nawet 85 milionów lat, doprowadziło do wydzielenia w historii Ziemi geologicznego okresu zwanego “kriogenem". Jego przyczyny nie były jednak jasne. Naukowcy brali pod uwagę uderzenie planetoidy, aktywność biologiczną, przesunięcie orbity Ziemi i wiele innych możliwych przyczyn. Ostatnie badania skupiły się jednak na jednym z największych wybuchów wulkanów w historii. 

Badania pozostałości tego wulkanu, znane jako “wielka prowincja magmowa Franklin" znajdują się w północnej Kanadzie i na Grenlandii. Megaerupcja pokryła lawą obszar co najmniej dorównujący wielkością Argentynie, a być może większy, niż Chiny.

Wulkanizm może wywołać ochłodzenie na dwa główne sposoby. Po pierwsze, erupcje uwalniają gazy bogate w siarkę, które tworzą aerozole, które blokują światło słoneczne i chłodzą planetę. Część lawy Franklin prawdopodobnie przebiła się nawet przez skały pełne minerałów bogatych w siarkę, co nasyciłoby emisje wulkanu takimi chłodzącymi aerozolami. Drugim mechanizmem jest wietrzenie. Zastygnięta lawa jest szczególnie podatna na reakcje, w których CO2 z wody deszczowej reaguje ze skałami, tworząc nowe minerały.

"Różnica między wszystkimi tymi propozycjami polega na skali czasowej" Judy Pu z Uniwersytetu Kalifornijskiego Santa Barbara. Aerozole siarki pozostają w atmosferze przez miesiące czy lata. Ale procesy wietrzenia są znacznie wolniejsze i zanim dojdzie do istotnego wywołanego przez nie ochłodzenia, minąć mogą nawet 2 miliony lat.

Do niedawna jednak naukowcy mieli trudność z oszacowaniem dokładnego wieku lawy Franklin. Pierwsze szacunki mówiły o tym, że erupcja trwała ponad 10 mln lat, co uniemożliwiało zrozumienie, który z mechanizmów mógł wywołać globalne ochłodzenie. 

Teraz, mierząc proporcje śladowych ilości uranu i ołowiu uwięzionych w maleńkich kryształkach mineralnego cyrkonu zespoły, że Franklin LIP uformował się w ciągu zaledwie 2 milionów lat. Datowanie skał wykazało, że erupcja zaczęła się 1-2 miliony lat przed wielkim zamarzaniem. A to dokładnie pasuje do modeli wskazujących, że to wietrzenie mogło doprowadzić do gwałtownego spadku globalnej temperatury.