Texaanse onderzoekers van de Universiteit van Houston, Baylor University en Texas A&M University hebben bewijs gevonden waarom de aarde dramatisch afkoelde 13, 000 jaar geleden, dalende temperaturen met ongeveer 3 graden Celsius.

Het bewijs is begraven in een grot in Centraal Texas, waar horizonten van sediment unieke geochemische kenmerken van oude vulkaanuitbarstingen hebben bewaard - handtekeningen die voorheen werden aangezien voor buitenaardse inslagen, zeggen onderzoekers.

De oplossing voor dit geval van verkeerde identiteit werd onlangs gerapporteerd in het tijdschrift wetenschappelijke vooruitgang .

"Dit werk laat zien dat de geochemische signatuur die verband houdt met de afkoelingsgebeurtenis niet uniek is, maar vier keer plaatsvond tussen 9, 000 en 15, 000 jaar geleden, " zei Alan Brandon, doctoraat, hoogleraar geowetenschappen aan de Universiteit van Houston. "Dus, de trigger voor deze afkoeling kwam niet uit de ruimte. Eerder geochemisch bewijs voor een grote meteoor die in de atmosfeer explodeert, weerspiegelt in plaats daarvan een periode van grote vulkaanuitbarstingen."

Nadat een vulkaan is uitgebarsten, de wereldwijde verspreiding van aerosolen reflecteert inkomende zonnestraling weg van de aarde en kan leiden tot wereldwijde afkoeling na de uitbarsting gedurende één tot vijf jaar, afhankelijk van de grootte en tijdschalen van de uitbarsting.

De studie geeft aan dat de episode van afkoeling, wetenschappelijk bekend als de Jongere Dryas, werd veroorzaakt door tal van samenvallende op aarde gebaseerde processen, geen buitenaardse inslag.

"De jongere Dryas, die omstreeks 13, 000 jaar geleden, verstoorde duidelijke opwarming aan het einde van de laatste ijstijd, " zei co-auteur Steven Forman, doctoraat, hoogleraar geowetenschappen aan de Baylor University.

Het klimaat op aarde bevond zich mogelijk op een kantelpunt bij de Jonge Dryas, mogelijk afkomstig van de ijskapafvoer in de Noord-Atlantische Oceaan, verbeterde sneeuwbedekking en krachtige vulkaanuitbarstingen die in combinatie kunnen hebben geleid tot intense afkoeling op het noordelijk halfrond, zei Forman.

"Deze periode van snelle afkoeling wordt geassocieerd met het uitsterven van een aantal soorten, inclusief mammoeten en mastodonten, en valt samen met het verschijnen van vroege menselijke bewoners van de Clovis-traditie, " zei co-auteur Michael Waters, doctoraat, directeur van het Center for the First Americans aan de Texas A&M University.

University of Houston-wetenschappers Brandon en promovendus Nan Sun, hoofdauteur, volbracht de isotopenanalyse van sedimenten verzameld uit Hall's Cave in de Texas Hill Country. De analyse concentreerde zich op moeilijke metingen bij de delen per biljoen op osmium en niveaus van zeer siderofiele elementen, die zeldzame elementen bevatten zoals iridium, ruthenium, platina, palladium en renium. De onderzoekers stelden vast dat de elementen in de sedimenten van Texas niet in de juiste relatieve verhoudingen aanwezig waren om te zijn toegevoegd door een meteoor of asteroïde die de aarde insloeg.

Dat betekende dat de afkoeling niet veroorzaakt kon zijn door een buitenaardse inslag. Het moet iets op aarde zijn geweest. Maar wat?

"De signatuur van de osmium-isotoopanalyse en het relatieve aandeel van de elementen kwamen overeen met die eerder gerapporteerd in vulkanische gassen, ' zei Zon.

Kenneth Befus, doctoraat, vulkanoloog aan de Baylor University, voegde eraan toe dat "deze handtekeningen waarschijnlijk het resultaat waren van grote uitbarstingen op het noordelijk halfrond, inclusief vulkanen in de Aleoeten, Cascades en zelfs Europa."

"Ik was sceptisch. We hebben alle mogelijke middelen aangegrepen om met een alternatieve verklaring te komen of deze conclusie zelfs te vermijden, " Zei Brandon. "Een vulkaanuitbarsting werd als een mogelijke verklaring beschouwd, maar werd over het algemeen afgewezen omdat er geen bijbehorende geochemische vingerafdruk was."

Een vulkanische oorzaak voor de Jonge Dryas is een nieuwe, spannend idee, hij zei. Of een enkele grote uitbarsting van een vulkaan de waargenomen afkoeling zou kunnen veroorzaken, echter, is nog een open vraag, aldus de onderzoekers.

Vulkaanuitbarstingen veroorzaken hun meest ernstige afkoeling nabij de bron, meestal in het jaar van de uitbarsting, met aanzienlijk minder afkoeling in de jaren na de uitbarsting. De afkoeling van de Jonge Dryas duurde ongeveer 1, 200 jaar, dus een enkele vulkaanuitbarstingsoorzaak is een belangrijke initiërende factor, maar andere aardse systeemveranderingen, zoals afkoeling van de oceanen en meer sneeuwbedekking waren nodig om deze koudere periode vol te houden, zei Forman.

Dit onderzoek onderstreept dat extreme klimaatvariabiliteit sinds de laatste ijstijd wordt toegeschreven aan unieke aardgebonden drijfveren in plaats van buitenaardse mechanismen. Dergelijke inzichten zijn belangrijke richtlijnen voor het bouwen van betere modellen van klimaatverandering in het verleden en de toekomst.