Wetenschappers: Lava-uitbarstingen drie keer zo groot als Texas hebben aarde mogelijk bevroren
Heftige vulkaanuitbarstingen 719 miljoen jaar geleden hebben mogelijk zo veel CO2 uit de lucht gezogen dat grote delen van de aarde met ijs werden bedekt.
717 miljoen jaar geleden raakte de aarde grotendeels bedekt met gletsjers: een ‘sneeuwbalaarde’. Nu zijn onderzoekers mogelijk de oorzaak op het spoor.
In een tijd waarin extreme hittegolven grote delen van de wereld teisteren, is het moeilijk voor te stellen dat de aarde in de 4,6 miljard jaar van haar bestaan herhaaldelijk in een sneeuwbal veranderde, met gletsjers die een groot deel van het oppervlak bedekten.
Dit gebeurde onder meer 717 miljoen jaar geleden. En nu denkt een groep geologen van de McGill University in Canada te kunnen verklaren hoe een serie heftige vulkaanuitbarstingen tot het ontstaan van al dat ijs kon leiden. Dat schrijft Science.
De enorme uitbarstingen vonden plaats in wat nu het noorden van Canada is. Gloeiend heet gesteente werd waarschijnlijk verspreid over 2,23 miljoen vierkante kilometer – drie keer de Amerikaanse staat Texas. Het was dan ook een van de grootste lava-uitbarstingen in de geschiedenis van de aarde.
Wetenschappers vermoedden al dat deze uitbarstingen de oorzaak waren van een wereldwijde ijstijd die twee miljoen jaar later begon, maar ze wisten nog niet zeker hoe het gesmolten gesteente ervoor zorgde dat de aarde 57 miljoen jaar bevroren was.
Klimaatverandering maakt vulkanen explosiever
Door regen kookt vulkaan over
In een warmere atmosfeer is de neerslag sterker. Water kan de magmakamer van de vulkaan binnendringen via scheuren en spleten. Als stoom verhoogt het de druk in de kamer en kan het nieuwe uitbarstingen ontketenen.
Smeltende gletsjers verlagen de druk
Als gletsjers en ijskappen smelten, neemt de druk op de aardkorst af, zoals op de vulkanen onder het Zuidpoolijs. Het smeltpunt van het gesteente daalt mee en er vormt zich meer magma. Zo neemt het risico op uitbarstingen hand over hand toe.
Zeelagen houden de kou vast
Grote vulkaanuitbarstingen koelen de zeespiegel af, maar door de opwarming van de aarde wordt de watercirculatie zwakker en ontstaan er lagen koud en warm water. Zo bereikt het koude oppervlaktewater de diepten minder goed.
Vulkaanuitbarstingen koelen de planeet op twee manieren
In een nieuwe publicatie in het tijdschrift Earth and Planetary Science Letters stellen de onderzoekers dat een gigantische lava-uitbarsting de aarde op twee manieren kan hebben afgekoeld.
De ene verklaring is dat de zwaveldioxide die de vulkanen uitstootten reageerde met water en zuurstof in de atmosfeer en zo druppeltjes zwavelzuur vormde, die de stratosfeer in werden geschoten en het zonlicht weerkaatsten, waardoor de planeet afkoelde.
De tweede verklaring is te vinden in een geologisch proces dat verwering heet, waarbij de langzame afbraak van gesteente uiteindelijk het broeikasgas CO2 uit de atmosfeer zuigt. Ook daardoor wordt het kouder.
De Canadese geologen wilden weten welk van de twee mechanismen 717 miljoen jaar geleden de ijstijd veroorzaakte.
Daartoe analyseerden ze kleine kristallen in de rotsen die door de vulkanen werden weggeslingerd en maten ze de verhouding tussen uranium en lood, waarmee ze de leeftijd van de rotsen konden berekenen.
Ze probeerden ook de leeftijd te berekenen van rotsen met schuursporen van de gletsjers die zich tijdens de 57 miljoen jaar durende ijstijd over de aarde verspreidden.
Het onderzoek liet zien dat de enorme vulkaanuitbarstingen tussen de 1 en 2 miljoen jaar vóór de ijstijd plaatsvonden.
Volgens de onderzoekers toont dit aan dat de afbraak van lavagesteente waarschijnlijk de belangrijkste oorzaak was van de wereldwijde afkoeling, omdat het tussen de 1 en 2 miljoen jaar duurt voordat de verwering van gesteente een afkoelingseffect teweegbrengt.
De conclusie komt overeen met een andere studie die in november 2022 werd gepubliceerd in Science Advances.
Zwavelhoudende deeltjes van de uitbarstingen zouden slechts maanden of een paar jaar overleven in de atmosfeer.