De meeste kooldioxide en andere gassen die door vulkanen worden uitgestoten, werden gegenereerd door organische reserves die honderden miljoenen jaren geleden zijn gevormd, wat wijst op een diep verband tussen de evolutie van het leven op aarde en de geologische processen in het binnenste, volgens een artikel gepubliceerd in het tijdschrift Science.
“Deze ontdekking doet ons nadenken over een volledige herbeoordeling van de hele geschiedenis van de evolutie van het leven. Onze waarnemingen laten zien dat alle schattingen van het zuurstofniveau in de atmosfeer van de aarde in het verre verleden volledig onjuist kunnen zijn, aangezien vulkanische uitstoot van CO2 de isotopensamenstelling van de kalksteenafzettingen waarop ze werden gemeten radicaal zou kunnen veranderen ”, legt Marie Edmonds uit Cambridge uit. Universiteit (VK).
Op aarde, zoals wetenschappers uitleggen, is er een soort "koolstofcyclus". Gigantische hoeveelheden van dit element worden constant begraven op de bodem van de oceanen van de aarde, waar ze kunnen opschieten met de overblijfselen van dieren en planten, en niet minder grote hoeveelheden CO2 komen de atmosfeer binnen samen met vulkanische emissies en andere manifestaties van geologische activiteit.
Vóór het begin van het Antropoceen, het "tijdperk van de mens", waren deze processen een van de belangrijkste geleiders van het klimaat op aarde, aangezien ze bepaalden of de concentratie van CO2 in de atmosfeer toenam of daalde. In het verre verleden veroorzaakte een onbalans in koolstof "verlies" en "winst" in verband met verhoogde vulkanische activiteit of het vrijkomen van organisch gesteente naar de oppervlakte al massale uitstervingen en beroofde ooit de planeet van al zijn zuurstofreserves.
Edmonds en haar collega's hebben ontdekt dat dit verband tussen de evolutie van het leven, de koolstofcyclus en vulkanen eigenlijk veel dieper is dan geologen hebben aangenomen, door de chemische en isotopensamenstelling van de uitbarstingen van ongeveer 80 vulkanen uit verschillende delen van de aarde te bestuderen.
Zoals wetenschappers opmerken, hebben geologen lange tijd gemerkt dat de samenstelling van gassen en magma die door verschillende vulkanen worden uitgestoten, heel verschillend kan zijn, wat werd geassocieerd met verschillen in minerale en isotopensamenstelling in die diepe delen van de mantel, vanwaar de lava naar het oppervlak van de planeet verhuisde.
Na analyse van de concentratie van helium- en koolstofisotopen in de uitstoot van deze vulkanen, merkten wetenschappers iets ongewoons op: hun aandeel hing af van het gebied van de aarde waarin deze brandpunten van geologische activiteit zich bevonden. Koolstofdioxide uitgestoten door continentale vulkanen bevatte bijvoorbeeld veel meer "zware" koolstof-13 en minder "lichte" helium-3 dan uitgestoten door oceanische vulkanen.
De reden hiervoor was, zoals wetenschappers opmerken, verborgen in het verre geologische verleden en werd geassocieerd met sporen van leven die honderden miljoenen jaren geleden op aarde bestonden. Het feit is dat een aanzienlijk deel van de vulkanische uitstoot van kooldioxide niet werd gegenereerd door de mantel, maar door organische afzettingen die samen met de aardkorst naar de mantel toe bewegen, en niet door de reserves van anorganische koolstof die sinds de vorming in de ingewanden van de planeet aanwezig zijn.
Promotie video:
Een dergelijke ontdekking kwam als een grote verrassing en een probleem voor geologen, aangezien eerdere wetenschappers geloofden dat de aandelen van koolstofisotopen in vulkanische emissies constante waarden zijn die gedurende het hele bestaan van de aarde nauwelijks zijn veranderd. Wetenschappers gebruikten deze eigenschap van vulkanische emissies om de hoeveelheid zuurstof in de atmosfeer van de aarde in het verre verleden te schatten en om te beoordelen hoe de ecologische omstandigheden op de planeet in verschillende tijdperken veranderden.
Dienovereenkomstig zou de beweging van continenten, hun versmeltingen en uiteenvallen het aandeel van CO2-isotopen in vulkanische emissies, evenals in de atmosfeer en in sedimentair gesteente gevormd uit de overblijfselen van levende wezens, sterk moeten hebben veranderd. Dit alles bemoeilijkt het herstel van het beeld van hoe het leven zich op aarde heeft ontwikkeld enorm, maar geeft tegelijkertijd een nauw verband aan tussen de evolutie ervan en het gedrag van vulkanen, concluderen de auteurs van het artikel.
