Cykle orbitalne Ziemi są powiązane z potężnymi erupcjami wulkanicznymi i masowymi wymieraniami

Najnowsze badania opublikowane w czasopiśmie Science Advances ujawniają fascynujący związek między cyklami orbitalnymi Ziemi a masowymi erupcjami wulkanicznymi w regionie Trapów Dekańskich w Indiach. Te potężne erupcje, które miały miejsce około 66 milionów lat temu, wywarły znaczący wpływ na globalny klimat i mogły przyczynić się do wymierania, które doprowadziło do zniknięcia dinozaurów pod koniec okresu kredowego.

Zespół badawczy kierowany przez Thomasa Westerholda z MARUM - Centrum Nauk o Środowisku Morskim na Uniwersytecie w Bremie w Niemczech, analizował osady z dna oceanicznego w Atlantyku i Pacyfiku. Naukowcy mierzyli markery chemiczne, takie jak izotopy osmu, izotopy węgla i tlenu pochodzące od organizmów morskich, a także poziomy rtęci, aby zidentyfikować aktywność wulkaniczną i związane z nią zmiany klimatyczne.

Badania wykazały, że formowanie się bazaltów powłokowych i ich późniejsze wietrzenie pozostawia geochemiczny ślad w oceanie. Dlatego naukowcy zmierzyli skład izotopowy osmu w osadach południowego Atlantyku i północno-zachodniego Pacyfiku, które powinny wykazywać ten sam ślad w tym samym czasie.

Próbki z rdzeni oceanicznych ujawniły dwie wyraźne zmiany w izotopach osmu. Zmiany te odpowiadały wcześniej datowanym impulsom masowego wulkanizmu w Trapach Dekańskich w Indiach, które osiągają grubość około 2 km w niektórych obszarach.

Badacze byli zaskoczeni, odkrywając dwa przesunięcia w składzie izotopowym osmu w obu oceanach, zbiegające się z głównymi fazami erupcji Trapów Dekańskich w późnej kredzie. Jeszcze bardziej zaskakujące było to, że te przesunięcia miały różny wpływ na środowisko, co zostało zapisane przez pozostałości skamielin w rdzeniach wiertniczych.

Te izotopy wskazywały na znaczące zmiany temperatury i zakłócenia w cyklu węglowym Ziemi. Dodatkowo zmierzono poziomy rtęci, które wzrastają podczas okresów intensywnej aktywności wulkanicznej.

Odkrycia te podważają przekonanie, że quasi-okresowe zmiany w orbicie Ziemi wpływają na klimat wyłącznie poprzez zmiany w napływającym promieniowaniu słonecznym. Możliwość, że te cykle orbitalne przyczyniają się również do wywoływania erupcji, dodaje nowy wymiar do naszego zrozumienia interakcji między wewnętrznymi i zewnętrznymi siłami planety.

Badacze wykorzystali rytmiczne zmiany w nasłonecznieniu zapisane w danych geologicznych do synchronizacji archiwów klimatycznych z południowego Atlantyku i północno-zachodniego Pacyfiku. Te kluczowe zapisy obejmują ostatni milion lat kredy i są zsynchronizowane z dokładnością do 5000 lat lub mniej – geologicznie to jak mrugnięcie okiem 66 milionów lat temu.

Wyniki badań wskazały, że dwie główne erupcje wulkaniczne wystąpiły wcześniej i były bardziej intensywne niż wcześniej udokumentowano. Pierwsza erupcja, około 66,49 miliona lat temu, doprowadziła do umiarkowanego globalnego ocieplenia, podnosząc temperatury oceanów o około 1°C.

Bardziej dotkliwa erupcja 66,28 miliona lat temu korelowała z istotnym zdarzeniem klimatycznym znanym jako Późnomastrychckie Ocieplenie, zwiększając temperatury oceanów o około 3-4°C.

Badacze odkryli, że te erupcje wulkaniczne uwalniały różne ilości dwutlenku siarki, który początkowo zmieniał morski cykl węglowy na różne sposoby – czynnik wcześniej niedoceniany w badaniach zdarzeń masowego wymierania.

Czas tych erupcji ściśle odpowiadał cyklom orbitalnym Ziemi. Badania sugerują, że zmiany orbitalne Ziemi mogą wpływać na wewnętrzne procesy geologiczne, potencjalnie wyzwalając aktywność wulkaniczną.

Powiązanie aktywności wulkanicznej z cyklami orbitalnymi Ziemi daje wgląd w to, jak czynniki kosmiczne, takie jak orbity planetarne, wpływają na procesy geologiczne, które mogą oddziaływać na Ziemię.