Er zijn gebieden op aarde waar je vroeger beter niet kon komen. Er stroomde namelijk massaal lava op het aardoppervlak. Deze gebieden, ook wel bekend als Large Igneous Provinces (LIP) – of vloedbasalten als het lava gestold is – hebben uiteraard een enorm effect op het plaatselijke leven, en zelfs op het globale leven. Eén voorbeeld zijn de Siberian Traps, met een oppervlak van ca. 5 miljoen km². Dit massale vulkanisme zou zelfs de oorzaak zijn geweest van de grootste massa-uitsterving ooit, zo’n 251 miljoen jaar geleden.

Onderzoekers laten nu zien dat het massaal vrijkomen van koolstofdioxide (CO₂) en zoutzuur (HCl) vlak voor de belangrijkste fase van vulkanisme, deze massa-extinctie kan hebben veroorzaakt. Oude oceaankorst speelde daarbij de hoofdrol. Stephan Sobolev (Deutsches GeoForschungsZentrum in Potsdam) en collega’s vertellen hierover in Nature.

De omvang van de Siberian Traps.

Stephan Sobolev

Oude oceaankorst

De bron van deze gassen is een zogenaamde mantelpluim die zich onder Siberië bevond destijds. Warm gesteente ‘stroomde’ van grote diepte – mogelijk tot wel 2900 km – naar het aardoppervlak toe. Dicht bij het aardoppervlak nam de druk af en vormde zich magma in het bovenste gedeelte van de pluim.

In het geval van de Siberian Traps kwam er nog iets bijzonders bij kijken: een gedeelte van de oude oceaankorst dat zich in de aardmantel bevond, kwam ook in contact met de mantelpluim. Zo ontstonden veel gassen zoals het giftige zoutzuur én koolstofdioxide, ook giftig in hoge concentraties. “Deze gassen verzamelen zich in het magma en komen in de atmosfeer wanneer de lava stolt,” vertelt Sobolev aan Kennislink. En niet alleen giftige concentraties deden hun vernietigende werk voor de omgeving; koolstofdioxide is namelijk een bekend broeikasgas, en warmde dus de aarde op!

De oude oceaankorst in de mantelpluim helpt ook prima mee om veel magma te vormen. “Deze korst smelt bij een veel lagere temperatuur dan peridotiet, het normale mantelgesteente. Daarom kon de pluim zoveel magma produceren en de dikke Siberische lithosfeer afbreken in een slechts een paar honderdduizend jaar,” aldus Sobolev.

Een model van de hete mantelpluim die de lithosfeer snel afbreekt.

Stephan Sobolev

Deze oude oceaankorst kwam ook van pas bij het verklaren waarom er bij de Siberian Traps geen enorme hoogvlakte ontstond. Normaal gesproken drukt de top van de mantelpluim het bovenliggende gesteente omhoog. Waarom er geen hoogvlakte ontstond bij de Siberian Traps was altijd al een raadsel. Sobolev: “De oude oceaankorst in de mantelpluim bestaat uit eclogiet, een heel zwaar gesteente waardoor er minder opwaartse kracht is in de mantelpluim.” Geen wonder dat de hoogtevlakte dus niet ontstond. Volgens modelberekeningen kwam de aarde slechts 250 m omhoog in plaats van enkele kilometers.

Gesteente van de Siberian Traps: het Putorana Plateau

Flickr.com, jxandreani

Reactie

Het artikel werd goed ontvangen door Paul Wignall (Universiteit van Leeds, Engeland), die al veel studies naar massaal vulkanisme in het verleden deed.

“Het onderzoek geeft veel antwoorden over de problematische link tussen vloedbasalt en massa-extincties; er zijn tenminste acht zulke links. Specifieker, de berekeningen verklaren de missende hoeveelheden gas en laten zien dat ze in staat zijn tot schade aan de natuur.”

Toekomst

Er is nog genoeg werk aan de winkel. Sobolev: “We gaan verder bewijzen dat de Perm-Trias massa-extinctie plaatsvond voor de belangrijkste fase van het Siberische vulkanisme. Ook gaan we ons rekenkundig model verbeteren om een 3D-model mogelijk te maken.” Wignall laat weten dat het nuttig zou zijn om ook andere gebieden van massaal vulkanisme te onderzoeken, die al dan niet in verband gebracht zijn met een massa-extinctie. Daar heeft Sobolev ook aan gedacht: “We gaan ons model ook toepassen op andere gebieden waar eens massaal vulkanisme voorkwam zoals op het oceanische Ontong Java Plateau.” Wordt vervolgd dus…

Zie ook:

• De Perm-Trias massa-extinctie (Kennislinkartikel)
• Apocalyps! (Kennislinkartikel)
• Aswolken tijdens de grootste massa-uitsterving ooit (Kennislinkartikel)
• Grootste massa-uitsterving door plotseling broeikaseffect? (Kennislinknieuws van NGV Geonieuws)
• Aanwijzingen voor grote inslag op grens Perm/Trias (Kennislinknieuws van NGV Geonieuws)
• Grootste massa-uitsterving geleidelijk (Kennislinknieuws van NGV Geonieuws)