Een team van onderzoekers onder leiding van de Arizona State University (ASU) School of Earth and Space Exploration professor Lindy Elkins-Tanton heeft het allereerste directe bewijs geleverd dat uitgebreide kolenverbranding in Siberië een oorzaak is van het Permo-Trias Extinction, de meest ernstige uitstervingsgebeurtenis van de aarde. De resultaten van hun onderzoek zijn onlangs gepubliceerd in het tijdschrift Geologie .

Voor deze studie is het internationale team onder leiding van Elkins-Tanton concentreerde zich op de vulkanisch-lastische rotsen (gesteenten ontstaan ​​door explosieve vulkaanuitbarstingen) van de Siberische vallen, een gebied van vulkanisch gesteente in Rusland. De enorme uitbarsting die de vallen heeft gevormd, is een van de grootste bekende vulkanische gebeurtenissen in de afgelopen 500 miljoen jaar. De uitbarstingen duurden ongeveer twee miljoen jaar en overspannen de Perm-Trias-grens. Vandaag, het gebied wordt bedekt door ongeveer drie miljoen vierkante mijl basaltgesteente.

Dit is een ideale basis voor onderzoekers die inzicht willen krijgen in de Permo-Trias-extinctie, die ongeveer 252 miljoen jaar geleden al het leven op aarde beïnvloedde. Tijdens dit evenement, tot 96% van alle mariene soorten en 70% van de gewervelde landdieren stierven uit.

Berekeningen van de zeewatertemperatuur geven aan dat op het hoogtepunt van het uitsterven, de aarde onderging een dodelijk hete opwarming van de aarde, waarin de temperaturen van de equatoriale oceaan hoger waren dan 104 graden Fahrenheit. Het duurde miljoenen jaren voordat ecosystemen hersteld waren en soorten herstelden.

Een van de mogelijke oorzaken van deze uitstervingsgebeurtenis, en een van de meest lang veronderstelde, is dat massale brandende kolen hebben geleid tot catastrofale opwarming van de aarde, wat op zijn beurt verwoestend was voor het leven. Om bewijs te zoeken om deze hypothese te ondersteunen, Elkins-Tanton en haar team begonnen te kijken naar de regio Siberische vallen, waar het bekend was dat de magma's en lava's van vulkanische gebeurtenissen een combinatie van vegetatie en steenkool verbrandden.

Hoewel monsters van vulkanische materialen in de regio aanvankelijk moeilijk te vinden waren, het team ontdekte uiteindelijk een wetenschappelijk artikel dat ontsluitingen in de buurt van de Angara-rivier beschrijft. "We vonden torenhoge rivierkliffen van niets anders dan vulkanische stoffen, honderden mijlen langs de rivier. Het was geologisch verbazingwekkend, ", zegt Elkins-Tanton.

Meer dan zes jaar, het team keerde herhaaldelijk terug naar Siberië voor veldwerk. Ze vlogen naar afgelegen steden en werden per helikopter gedropt om langs rivieren te drijven om stenen te verzamelen, of om door de bossen te wandelen. Ze verzamelden uiteindelijk meer dan 1, 000 pond monsters, die werden gedeeld met een team van 30 wetenschappers uit acht verschillende landen.

Toen de monsters werden geanalyseerd, het team begon vreemde fragmenten te zien in de vulkanischelastieken die leken op verbrand hout, en in sommige gevallen, verbrande kolen. Verder veldwerk leverde nog meer sites op met houtskool, steenkool, en zelfs enkele kleverige, organisch-rijke klodders in de rotsen.

Elkins-Tanton werkte vervolgens samen met collega-onderzoeker en co-auteur Steve Grasby van de Geological Survey of Canada, die eerder microscopisch kleine resten van verbrande steenkool had gevonden op een Canadees arctisch eiland. Die overblijfselen dateren uit het einde van het Perm en werden verondersteld vanuit Siberië naar Canada te zijn getransporteerd toen kolen in Siberië werden verbrand. Grasby ontdekte dat de monsters van Siberische vallen die door Elkins-Tanton waren verzameld, hetzelfde bewijs hadden van verbrande steenkool.

"Onze studie toont aan dat magma's van Siberische vallen binnendrongen in steenkool en organisch materiaal, " zegt Elkins-Tanton. "Dat geeft ons direct bewijs dat de magma's tijdens de uitbarsting ook grote hoeveelheden steenkool en organisch materiaal verbrandden."

En de veranderingen aan het eind van het Perm uitsterven vertonen opmerkelijke parallellen met wat er vandaag op aarde gebeurt, inclusief het verbranden van koolwaterstoffen en kolen, zure regen van zwavel, en zelfs ozonvernietigende halogeenkoolwaterstoffen.

"Het zien van deze overeenkomsten geeft ons een extra impuls om nu actie te ondernemen, en ook om beter te begrijpen hoe de aarde op de langere termijn op dergelijke veranderingen reageert, ", zegt Elkins-Tanton.