Tegenwoordig warmen toenemende niveaus van koolstofdioxide in de atmosfeer de planeet op. Klimaatverandering kan het evenwicht van ecosystemen verstoren en bijdragen aan het in gevaar brengen en uitsterven van sommige soorten. Nieuw onderzoek suggereert dat een periode van intens vulkanisme in de centrale Andes mogelijk de ontbrekende schakel is in het verhaal van klimaatveranderingen in het verleden die hebben geleid tot het uitsterven van oude zeezoogdieren. Mark Clementz en Barbara Carrapa zullen hun bevindingen presenteren op de GSA Connects-bijeenkomst in Denver.

Hoewel we vaak horen over de belangrijke rol die de menselijke uitstoot van kooldioxide speelt in het huidige klimaat, is veel van ons begrip van het huidige en toekomstige klimaat geworteld in de lange geschiedenis van het variabele klimaat op aarde. Veel factoren zijn van invloed op de koolstofcyclus - waarbij koolstof beweegt tussen de atmosfeer, oceanen, rotsen, bodem en levende wezens.

Tussen 7,6 en 5,4 miljoen jaar geleden beleefde de planeet een periode van snelle afkoeling die bekend staat als de Late Miocene Cooling Event. Dit ging gepaard met enorme veranderingen in planten- en dierengemeenschappen, zowel op het land als in de oceanen. Tot voor kort werd de afkoeling toegeschreven aan de opname van kooldioxide uit de atmosfeer door silicaatverwering van de Himalaya.

Clementz en Carrapa stellen een andere factor voor:een grote toename van vulkanisme in de Andes, ongeveer zeven miljoen jaar geleden. Ze leggen uit dat de Andes gepositioneerd waren om as te leveren aan zowel de Stille als de Atlantische Oceaan - en voedingsstoffen te leveren aan de mondiale oceanen die een explosie van leven veroorzaakten.

Kleine mariene organismen, diatomeeën genaamd, gebruikten deze voedingsstoffen om te gedijen, en op hun beurt gedijden de zeezoogdieren die zich ermee voedden, zoals baleinwalvissen, ook. Gezien hun enorme omvang kunnen grote aantallen zeezoogdieren veel koolstof opslaan. Door hun afval in ondiep water uit te scheiden, brengen walvissen voedingsstoffen terug naar die diatomeeëngemeenschappen, en de cyclus bleef zorgen voor wat bekend staat als een "biogene bloei" - een explosie van leven.

"Maar het kan een geval zijn geweest waarin ze hebben bijgedragen aan hun eigen dood", legt Carrapa uit. Te veel voedingsstoffen in het water kunnen leiden tot giftige algenbloei, een mogelijke stressfactor die heeft bijgedragen aan het uitsterven dat volgde op deze bloeiperiode.

Een andere mogelijkheid is dat as van aanhoudend vulkanisme de lucht zou hebben vergiftigd. Clementz en Carrapa zijn van plan om in de toekomst te zoeken naar bewijs dat een onderscheid kan maken tussen deze mogelijke oorzaken van uitsterven. De waargenomen toename van de biologische productiviteit kan hebben bijgedragen aan afkoeling en uitsterven door belangrijke ondiepe mariene habitats te veranderen.

Terwijl vulkanen koolstofdioxide uitstoten in de atmosfeer, suggereert het verhaal van koolstofcycli uit het verleden, samengesteld door Clementz en Carrapa, dat vulkanisme onder bepaalde omstandigheden een netto afname van koolstof in de atmosfeer zou kunnen veroorzaken.