science >> Wetenschap >  >> Natuur

Onderzees vulkanisme kan het middeleeuwse jaar van de duisternis verklaren

Onderzoekers ontdekten een groot aantal fossielen uit tropische gebieden (blauwe lijn) die in de 6e eeuw in het Groenlandse ijs waren afgezet. Dit geeft aan dat uitbarstingen onder water nabij de evenaar mogelijk hebben bijgedragen aan epische verduistering van de hemel tijdens 536-537 na Christus (de zwarte lijn toont sulfaatniveaus in de ijskern, een indicator van een ander type vulkaanuitbarsting.) Credit:Dallas Abbott/LDEO

Vanaf 536 na Christus, de lucht werd meer dan een jaar donker. In sommige delen van Europa en Azië, de zon scheen slechts ongeveer vier uur per dag, en "verslagen zeggen dat de zon niet meer licht gaf dan de maan, " zegt Dallas Abbott, die paleoklimaat en buitenaardse effecten bestudeert aan de Lamont-Doherty Earth Observatory van Columbia University. Het mysterieuze dimmen van de zon zorgde voor wereldwijde afkoeling, hongersnoden, en burgerlijke onlusten; de Chinezen meldden verduisteringen die vandaag de dag nog steeds niet kunnen worden verklaard. Van nature, "mensen dachten dat het het einde van de wereld was, "zegt Abbott.

De wereld verging toen niet, natuurlijk, maar deze periode van intens dimmen en afkoelen was het begin van een langere periode van onrust. Bomen worstelden om te groeien van 536 tot 555 na Christus, wat suggereert dat het dimmen van de zon uitgebreid was, en wetenschappers weten niet precies waarom. Vorige week, in een poster op de bijeenkomst van de American Geophysical Union, Abbott en haar collega John Barron van de U.S. Geological Survey presenteerden een nieuwe interpretatie van de gebeurtenis. Hun analyse van een Groenlandse ijskern wijst op uitbarstingen onder water die sedimenten en mariene micro-organismen in de atmosfeer brachten, waar ze hielpen om het zonlicht te dimmen.

Het is bekend dat vulkaanuitbarstingen zwavel en andere deeltjes in de atmosfeer spuwen die zonlicht kunnen blokkeren. Maar geologische gegevens duiden alleen op grote uitbarstingen in 536 en 541, die niet genoeg zijn om de negen jaar durende neerwaartse piek in boomgroei te verklaren. In aanvulling, er zou veel zwavel en as nodig zijn om de lucht zo donker te maken, en een deel van dat materiaal zou zichtbaar moeten zijn in gesteentelagen en ijskernen. Echter, zegt Abbott, "de hoeveelheid sulfaat die werd afgezet was niet zo veel als bij andere uitbarstingen waar ze een vergelijkbare hoeveelheid dimmen ervaren."

Dat bracht haar en Barron ertoe te vermoeden dat de inslagen van ruimterotsen misschien genoeg stof hadden opgeworpen om het dimmen te veroorzaken. Maar nu, na analyse van een Groenlandse ijskern, ze hebben een andere theorie.

Van een ijskern genaamd GISP2, de wetenschappers analyseerden zorgvuldig de ijslagen die tussen 532 en 542 na Christus waren gelegd. Ze maten de chemie van het smeltwater, en geëxtraheerde microscopisch kleine fossielen om ze onder een microscoop te bestuderen.

Enkele voorbeelden van microfossielen gevonden in de Groenlandse ijskern. Deze soorten zouden in warme tropische of subtropische wateren hebben geleefd. Dus wat deden ze in Groenland? Krediet:Dallas Abbott/LDEO

Verrassend genoeg, de lagen van de ijskern bevatten 91 fossielen van microscopisch kleine soorten die in warme, tropische wateren. "We hebben verreweg de meest microfossielen op lage breedtegraden gevonden die iemand ooit in een ijskern heeft gevonden, " zegt Abbott. Ter vergelijking:ze konden slechts één soort op hoge breedtegraad in de mix identificeren.

Hoe zijn al die warmteminnende tropische en subtropische soorten helemaal op de Groenlandse ijskap gekomen?

Het team vermoedt dat ze de atmosfeer in zijn geblazen door vulkaanuitbarstingen onder water nabij de evenaar. In plaats van veel zwavel uit te stoten, deze uitbarstingen van onderzeeërs (in ongeveer 536 en 538 na Christus) zouden zeewater hebben verdampt, de opstijgende stoom die met calcium beladen sedimenten en microscopisch kleine zeedieren de atmosfeer in vervoert. Na een tijdje in de atmosfeer te hebben rondgezworven, sommige van deze deeltjes zouden zich uiteindelijk in het noordpoolgebied hebben gevestigd.

Vooral equatoriale vulkaanuitbarstingen kunnen de hele wereld treffen en, eenmaal in de atmosfeer, de witte sedimenten en micro-organismen zouden heel goed zijn geweest in het weerkaatsen van zonlicht in de ruimte. Ze zijn ook moeilijk te detecteren in sedimentrecords, wat verklaart waarom ze niet eerder waren opgemerkt.

Er is nog steeds een kleine mogelijkheid dat ruimterotsen die nabij de evenaar inslaan, de sedimenten en microfossielen in de lucht hebben gegooid, maar de chemie van de ijskern en het gebrek aan kosmisch stof in de lagen maken deze hypothese minder waarschijnlijk. "Als er impactgebeurtenissen waren, ze zouden relatief klein moeten zijn, "zegt Abbott.

Volgende, zij en haar team willen graag een andere Groenlandse ijskern analyseren om te zien of ze deze verrassende resultaten kunnen repliceren.

Dit verhaal is opnieuw gepubliceerd met dank aan Earth Institute, Columbia University http://blogs.ei.columbia.edu.