Geologer giver nye spor til årsagen til verdens største udryddelse

En undersøgelse foretaget af en forsker ved Syracuse University College of Arts and Sciences giver nye fingerpeg om, hvad der kan have udløst verdens mest katastrofale udryddelse, for næsten 252 millioner år siden.

James Muirhead, en forskningsassistent ved Institut for Geovidenskab, er medforfatter til en artikel i Naturkommunikation (Macmillan Publishers Limited, 2017) med titlen "Initial Pulse of Siberian Traps Sills as the Trigger of the End-Permian Mass Extinction."

Hans forskning involverer Seth Burgess, artiklens hovedforfatter og en geolog ved U.S. Geological Survey, og Samuel Bowring, Robert R. Shock professor i geologi ved Massachusetts Institute of Technology.

Deres resultater tyder på, at dannelsen af ​​påtrængende magmatisk bjergart, kendt som karme, udløste en kæde af begivenheder, der bragte den permiske geologiske periode til en afslutning. I processen, mere end 95 procent af marine arter og 70 procent af landarter forsvandt.

"Der har været fem store masseudryddelser, siden livet opstod på Jorden for mere end 600 millioner år siden, " siger Burgess, som arbejder i forbindelse med vulkanske og tektoniske processer. "De fleste af disse begivenheder har fået skylden, på forskellige tidspunkter, på vulkanudbrud og påvirkninger af asteroider. Ved at genoverveje timingen og forbindelsen mellem magmatisme [magmaens bevægelse], klimaændringer og udryddelse, vi har skabt en model, der forklarer, hvad der udløste den endelige Permiske masseudryddelse."

Centralt i deres undersøgelse er en stor magmatisk provins (LIP) i Rusland kaldet de sibiriske fælder. Strækker sig over mere end 500, 000 kvadrat miles, denne klippefyldte forpost var stedet for næsten en million års episk vulkansk aktivitet. Bred, flade vulkaner fordrev sandsynligvis betydelige mængder lava, aske og gas, mens du skubber svovldioxid, kuldioxid og metan til farlige niveauer i miljøet.

Men det er kun en del af historien.

"Indtil for nylig, den relative timing og varighed af masseudryddelser og LIP-vulkanisme blev sløret af upræcis alder, " siger Muirhead. "Vores model er baseret på nye, højopløselige aldersdata, der tyder på, at overfladelavastrømme brød ud for tidligt til at drive masseudryddelse. I stedet, der var et underinterval af magmatisme – et kortere, bestemt del af LIP - der udløste en kaskade af begivenheder, der forårsagede masseudryddelse."

Udløseren? Ekstrem varme afgivet under dannelsen af ​​karme.

"Varme fra karme blotlagt uudnyttet, gasrige sedimenter til kontaktmetamorfose [den proces, hvor stenmineraler og tekstur ændres ved udsættelse for varme og tryk], dermed frigøre de massive drivhusgasmængder, der er nødvendige for at drive udryddelse, " siger Muirhead. "Vores model forbinder begyndelsen af ​​udryddelse med den indledende puls af karmplacering. Det repræsenterer et kritisk tidspunkt i udviklingen af ​​livet på Jorden."

Der er to måder, hvorpå magma danner magmatisk bjergart. En måde er ekstrudering, hvor magma bryder ud gennem vulkanske kratere og revner i Jordens overflade; den anden er indtrængen, hvorved magma tvinger sig mellem eller gennem eksisterende formationer af sten, uden at nå overfladen. Almindelige typer indtrængning er karme, diger og badolitter.

Sills i Sibiriens Tunguska-bassin, hvor Muirheads team udfører det meste af sin forskning, sandsynligvis trængte sig vej gennem kalksten, kul, klastiske klipper og fordamper. Blandingen af ​​varme, smeltet sten og kulbrinteholdige kul menes at have sat scenen for massiv udledning af drivhusgasser og globale klimaændringer.

"Sedimentsammensætning og mængden af ​​kulbrinter [råolie og naturgas] tilgængelig i disse sedimenter hjælper os med at forstå, hvorvidt en LIP kan udløse en masseudryddelse, " siger Burgess, tilføjer, at hans teams model kan gælde for andre udryddelseshændelser, der falder sammen med LIP'er. "Masseudryddelse kan tage 10, 000 år eller mindre - et blink med øjet, efter geologiske standarder - men dets virkninger på livets evolutionære bane kan stadig observeres i dag."