We weten al dat klimaatverandering van invloed is op aardse processen als erosie en fluctuaties in de zeespiegel. Maar hebben oppervlakteprocessen op hun beurt invloed op vulkanische activiteit? Deze vraag stelden geologen van de Universiteit van Genève (UNIGE, Zwitserland) en internationale medewerkers. De onderzoekers analyseerden vulkanische gegevens van de Messinische zoutcrisis in de Middellandse Zee, toen de Straat van Gibraltar werd geblokkeerd en de Middellandse Zee tijdelijk werd geïsoleerd van de Atlantische Oceaan. Na het waarnemen van een sterke stijging van de vulkanische activiteit in deze periode, en het testen van verschillende scenario's, de geologen concludeerden dat de toename van de magmatische activiteit alleen kon worden verklaard door de bijna totale uitdroging van de Middellandse Zee. deze resultaten, gepubliceerd in Natuur Geowetenschappen , onthullen de invloed van oppervlakteprocessen, grotendeels gecontroleerd door het klimaat, op vulkanische activiteit.

Het is bekend dat de Straat van Gibraltar tijdelijk werd afgesloten tijdens het Messiniaanse tijdperk (meer precies, van 5,96 tot 5,33 miljoen jaar geleden) en dat de Middellandse Zee geïsoleerd was van de Atlantische Oceaan. In feite, al in de jaren zeventig, wetenschappers hebben op de zeebodem honderden meters dikke zoutlagen gevonden. De enige verklaring is dat er een zeer beperkte verbinding was tussen de Middellandse Zee en de Atlantische Oceaan. De wetenschappers ontdekten ook enorme onderwatercanyons die dateren uit dezelfde periode, uitgehold door rivieren die over land lopen dat nu onder water staat, wat suggereert dat de zeespiegel in die tijd veel lager was. Dit wijst ook op het massale opdrogen van de Middellandse Zee met enorme geografische en klimatologische verstoringen in het hele stroomgebied. Deze hypothese, echter, blijft een bron van discussie.

Hoe dan ook, een team van door UNIGE geleide geologen heeft nieuw bewijs geleverd van het opdrogen van de Middellandse Zee en het dwingen van oppervlakteprocessen op magmatische activiteit. "We begrijpen dat wat er aan het aardoppervlak gebeurt, zoals een plotselinge zeespiegeldaling, zorgt ervoor dat de druk op diepte verandert en heeft een effect op de magmaproductie, " zegt Pietro Sternai, onderzoeker bij de afdeling Aardwetenschappen van de Faculteit Wetenschappen van UNIGE. Aangezien de zoutcrisis in staat was om deze drukveranderingen teweeg te brengen, de geologen, werkend aan de hypothese dat de Middellandse Zee opdroogde, bestudeerde de veranderingen in vulkanische activiteit tijdens deze periode.

Als een vulkaan uitbarst, het magma koelt af op het aardoppervlak en de mineralen kristalliseren. Op basis van deze stille getuigen van vulkanische activiteit, de wetenschappers konden vaststellen dat er tussen 5,9 en 5,3 miljoen jaar geleden 13 uitbarstingen waren rond de Middellandse Zee. Dit is meer dan twee keer de gemiddelde activiteit, dat is ongeveer 4,5 uitbarstingen over een langere tijdsduur die de zoutcrisis omvat. Waarom is het cijfer zo hoog? "De enkele logische verklaring, " stelt Sternai voor, "is de hypothese dat de zee opdroogde, aangezien dit de enige gebeurtenis is die krachtig genoeg is om de aardse druk en magmatische productie over de hele Middellandse Zee te veranderen."

De geologen gebruikten numerieke modellen om de hypothese te testen dat de Middellandse Zee opdroogde. Ze reproduceerden de geschiedenis van het laden en lossen van het gewicht van water en sediment in de Middellandse Zee terwijl deze aan het uitdrogen was. Vervolgens berekenden ze de veranderingen in druk op diepte en de impact op de magmaproductie.

Er zijn twee scenario's onderzocht:de eerste rekening gehouden met de zoutcrisis met drastische verlaging van de zeespiegel, en de tweede sloot de opname uit. "De simulaties toonden aan dat de enige manier om de bewezen toename van vulkanische activiteit te verklaren, was dat het niveau (en dus het gewicht) van de Middellandse Zee met ongeveer twee kilometer daalde, " legt Sternai uit. "Ik laat het aan jou over om je voor te stellen hoe het landschap eruit zag."

Naast het leveren van verder bewijs van de uitdroging van de Middellandse Zee, het onderzoek toont ook de impact van klimaatverandering op de diepe aarde aan. Klimaatverandering beïnvloedt magmatische productie, met name via de effecten op erosie en hydrologie, die de druk wijzigen die aan het aardoppervlak op de diepe lagen wordt uitgeoefend. Hoewel we ons al geruime tijd bewust zijn van de impact van vulkanisme op het klimaat, de resultaten die in het onderzoek worden gepresenteerd, hebben aangetoond dat het tegenovergestelde ook mogelijk is. "Dit baanbrekende werk opent nieuwe perspectieven voor interdisciplinaire studies over de koppeling tussen de vaste aarde en de vloeibare aarde, en, bijvoorbeeld, met vulkanologen, geomorfologen en klimatologen, ’ besluit Sternai.