Novas evidências concretas de que uma grande erupção vulcânica causou a maior extinção em massa

TÓPICOS:Das Alterações ClimáticasEvento De ExtinçãoPopularUniversidade De TohokuVulcão

By TOHOKU UNIVERSITY NOVEMBER 11, 2020

Os pesquisadores encontraram enriquecimentos de coroneno-mercúrio em rochas sedimentares depositadas no sul da China e na Itália há 252 milhões de anos. Coroneno emparelhado - enriquecimentos de mercúrio são produtos de múltiplas fases de um grande vulcanismo de província ígnea. Isso, dizem eles, pode ter levado às mudanças ambientais que causaram o desaparecimento de muitas espécies de animais terrestres e marinhos. Crédito: Kunio Kaiho

Pesquisadores no Japão, nos EUA e na China dizem ter encontrado evidências mais concretas da causa vulcânica da maior extinção em massa da vida. Sua pesquisa analisou dois eventos de erupção discretos: um que era anteriormente desconhecido pelos pesquisadores e o outro que resultou na extinção de grandes áreas de vida terrestre e marinha.

Houve cinco extinções em massa desde a evolução divergente dos primeiros animais de 450 a 600 milhões de anos atrás. O terceiro foi o maior e acredita-se que tenha sido desencadeado pela erupção das Armadilhas Siberianas – uma grande região de rocha vulcânica conhecida como uma grande província ígnea. Mas a correlação entre a erupção e a extinção em massa ainda não foi esclarecida.

Enriquecimentos sedimentares de mercúrio, proxies para eventos vulcânicos maciços, foram detectados em dezenas de rochas sedimentares do final do Permiano. Essas rochas foram encontradas depositadas no interior, em mares rasos e oceanos centrais, mas permanece a incerteza quanto à sua interpretação. O mercúrio pode ser obtido tanto da deposição atmosférica direta de emissões vulcânicas quanto de insumos ribeirinhos da oxidação da matéria orgânica terrestre quando ocorre a devastação da terra/planta – chamada de distúrbio ecológico terrestre.

A maior extinção em massa ocorreu no final do Permiano – cerca de 252 milhões de anos atrás. Esta extinção em massa foi marcada pela transição da divergência dos répteis paleozóicos e animais marinhos como braquiópodes e trilobitas para dinossauros mesozoicos e animais marinhos como moluscos. Aproximadamente 90% das espécies desapareceram no final do Permiano.

Atual professor emérito da Universidade de Tohoku, Kunio Kaiho liderou uma equipe que analisou possíveis gatilhos da maior extinção em massa. Eles coletaram amostras de rochas sedimentares de dois lugares – sul da China e Itália – e analisaram as moléculas orgânicas e o mercúrio (Hg) nelas. Eles encontraram dois enriquecimentos discretos de coroneno-Hg coincidindo com o primeiro distúrbio ecológico terrestre e a seguinte extinção em massa em ambas as áreas.

“Acreditamos que isso seja o produto de grandes erupções vulcânicas porque a anomalia do coroneno foi formada por combustão de temperatura anormalmente alta”, diz o professor Kaiho. “Magma de alta temperatura ou impactos de asteroides/cometas podem fazer esse enriquecimento de coroneno.

Do aspecto vulcânico, isso pode ter ocorrido devido à combustão em temperatura mais alta de matéria orgânica viva e fóssil de fluxos de lava e magma intrudido horizontalmente (peitoril) no carvão e petróleo sedimentares. A magnitude diferente dos dois enriquecimentos de coroneno-mercúrio mostra que o ecossistema terrestre foi perturbado por mudanças ambientais globais menores do que o ecossistema marinho. A duração entre os dois eventos vulcânicos é de dezenas de milhares de anos.”

Enormes erupções vulcânicas podem produzir aerossóis de ácido sulfúrico na estratosfera e dióxido de carbono na atmosfera, o que causa mudanças climáticas globais. Acredita-se que essa rápida mudança climática esteja por trás da perda de criaturas terrestres e marinhas, como visto na Fig. 1.

Coronene é um hidrocarboneto aromático policíclico de seis anéis altamente condensado, que requer energia significativamente maior para se formar em comparação com PAHs menores. Portanto, a combustão vulcânica de alta temperatura pode causar o enriquecimento de coroneno. Isso significa que a combustão de hidrocarbonetos em alta temperatura nas rochas sedimentares por intrusão lateral de magmas formou CO2 e CH4 causando alta pressão e erupção para induzir o aquecimento global e a extinção em massa. A concentração de coroneno-mercúrio evidenciou primeiramente que a combustão de hidrocarbonetos vulcânicos contribuiu para a extinção através do aquecimento global.

A equipe de Kaiho agora está estudando outras extinções em massa na esperança de entender melhor a causa e os processos por trás delas.

Referência: “Eventos de combustão vulcânica pulsada coincidentes com a perturbação terrestre do final do Permiano e a seguinte crise global” por Kunio Kaiho, Md. Aftabuzzaman, David S. Jones e Li Tian, ​​4 de novembro de 2020, Geologia .
DOI: 10.1130/G48022.1

Nós recomendamos

1. Animais morreram em “sopa tóxica” durante a pior extinção em massa da Terra – um aviso para hoje
   Mike ONeill, SciTechDaily, 2021
2. A Fertilização Vulcânica dos Oceanos Provocou Extinção em Massa Severa – Reformulando o Curso da Evolução da Vida na Terra
   Mike ONeill, SciTechDaily, 2021
3. Mudança climática impulsionada por vulcão impulsionou a ascensão dos dinossauros para dominar o planeta Terra
   Mike ONeill, SciTechDaily, 2021
4. Double Whammy: mecanismo de morte em duas pontas no evento de extinção da Era Triássica
   Mike ONeill, SciTechDaily, 2022
5. O período mais mortal da história da Terra também foi o mais fedido - arrotos de micróbios tóxicos causaram extinção em massa
   Mike ONeill, SciTechDaily, 2021

1. Grande erupção vulcânica causou a maior extinção em massa
   Phys.org, 2020
2. A baixa temperatura vulcânica inaugurou o resfriamento global e a prosperidade dos dinossauros.
   pela Universidade de Tohoku, Phys.org, 2022
3. Geocronologia de alta precisão confirma magmatismo volumoso antes, durante e depois da extinção mais severa da Terra
   Seth D. Burgess et al., Sci Adv, 2015
4. Vulcanismo félsico como fator impulsionador da extinção em massa do final do Permiano
   Hua Zhang et al., Sci Adv, 2021
5. Superoceano Perdido
   Ciência, 2001

 

A Escócia ingressou formalmente na Inglaterra com os Atos da União (acima), após uma depressão econômica que pode ter sido exacerbada pelo resfriamento climático induzido por vulcões.Imagens similares livres de royalties:

Como uma erupção vulcânica ajudou a criar a Escócia moderna

Por Sid Perkins 5 de Dezembro de 2019 às 17:35

 

Ao longo de sete anos terríveis na década de 1690, as colheitas falharam, as vilas agrícolas foram esvaziadas e a fome severa matou até 15% de toda a população da Escócia.  

Os chamados males escoceses (nomeados após as pragas bíblicas) deram início a uma era de condições econômicas incapacitantes. Logo depois, a nação anteriormente independente ingressou na Grã-Bretanha.  

Agora, os pesquisadores sugerem que erupções vulcânicas a milhares de quilômetros de distância podem ter ajudado a desencadear essa transformação política.

 

Os cientistas sabem há muito tempo que os vulcões podem alterar o clima da Terra. Durante grandes erupções, gotículas de ácido sulfúrico que dispersam a luz atingem a estratosfera e se espalham pelo mundo, refletindo parte da radiação do Sol de volta ao espaço e resfriando o planeta. Esses períodos de frio podem durar de vários meses a vários anos - e podem ajudar a desencadear secas e falhas na colheita.

 

As pistas para tais eventos geralmente estão trancadas nos anéis das árvores, cujo crescimento diminui com mudanças selvagens de temperatura e precipitação.  

Mas até recentemente, os pesquisadores não tinham registros de anéis de árvores do norte da Escócia, onde ocorreram os piores efeitos da fome.  

Tudo mudou 2 anos atrás, quando os cientistas juntaram um registro completo do clima local de 1200 a 2010. 

Eles usaram dados de árvores e troncos ainda vivos que caíram em lagos, onde foram preservados por séculos.

Rosanne D'Arrigo, uma paleoclimatóloga do Observatório da Terra de Lamont Doherty da Universidade de Columbia, em Palisades, Nova York, mergulhou ansiosamente na crônica com seus colegas.  

Sua análise revela que a segunda década mais fria dos últimos 800 anos se estendeu de 1695 a 1704 . As temperaturas de verão durante esse período foram cerca de 1,56 ° C mais baixas do que as médias de verão de 1961 a 1990, informou a equipe em uma edição futura do Journal of Volcanology and Geothermal Research .

 

Tudo isso coincide com duas grandes erupções vulcânicas nos trópicos: uma em 1693 e uma ainda maior em 1695. O golpe de um e dois provavelmente levou a Escócia a um profundo calafrio que provocou grandes falhas de safras e fomes por vários anos, especula a equipe. .

 

Vulcões tropicais não eram a única desgraça da Escócia. Técnicas agrícolas relativamente pouco sofisticadas, uma política governamental que incentivou as exportações de grãos (que deixaram poucas reservas quando as colheitas falharam) e uma tentativa malsucedida de estabelecer uma colônia escocesa no Panamá a partir de 1698 colocaram o país em circunstâncias ainda mais terríveis. Esses problemas, bem como a depressão econômica que se seguiu, motivaram o Parlamento escocês a acabar com sua independência e ingressar na Grã-Bretanha em 1707, propõem os pesquisadores.

 

D'Arrigo e seus colegas "argumentam com credibilidade", diz Francis Ludlow, historiador do clima do Trinity College Dublin. A parte mais especulativa de sua hipótese, ele sugere, é uma ligação entre erupções ocorridas em meados da década de 1690 e eventos políticos que ocorreram mais de uma década depois. No entanto, ele acrescenta, o tópico merece mais estudos.

Publicado em:

• Clima
• Europa

doi: 10.1126 / science.aba4678

Sid Perkins

Sid é um jornalista freelancer de ciências.

• Email Sid

Evidence of Earliest Oxygen-Breathing Life on Land Discovered

By Wynne Parry | October 25, 2011 01:00pm ET

The first oxygen-dependent life on land may have been bacteria that "eat" pyrite, also known as fool's gold. Similar bacteria still exist at mining waste sites, where pyrite has been discarded creating highly acidic conditions. Above, a modern-day acidic drainage at an abandoned copper mine.

Credit: Courtesy of Kurt Konhauser

A spike in the chromium contained in ancient rock deposits, laid down nearly 2.5 billion years ago, reveals what appears to be the earliest evidence for oxygen-breathing life on land.

The transformation known as the Great Oxidation Event occurred when the atmosphere gained oxygen, an element crucial for nearly all animal life, including humans. The new analysis indicates the earliest estimate to date for the start of the Great Oxidation Event — 2.48 billion years ago. Other research has suggested small amounts of the gas appeared in the oceans and possibly the atmosphere around 2.5 billion years ago.

For this study, the researchers performed more than 2,000 analyses on samples from more than 100 rock formations, including those called banded iron formations, located around the world, from Canada to South Africa.

The rock above is a 2.48 billion-year-old banded iron formation from Australia that contains high concentrations of chromium, which scientists believe is evidence of a pivotal change in the Earth's atmosphere: the arrival of oxygen.

Credit: Courtesy of Stefan Lalonde

Life did exist at the point when chromium levels increased, but it was simple; single cells had yet to come together and begin cooperating as multicellular life forms.
Scientists believe microbes called cyanobacteria living in the ocean kick-started the transformation when they began to photosynthesize. Oxygen, a byproduct of photosynthesis, accumulated in the ocean, then percolated into the atmosphere. Now, oxygen accounts for 21 percent of the air we breathe, and humans need it to survive.

Although the rocks were formed under the oceans, on submerged continental shelves, they accumulated metals, including chromium, which had washed off the continents by rivers and groundwater. The researchers looked at chromium because it is very difficult to dissolve, according to lead researcher Kurt Konhauser, a geomicrobiologist at the University of Alberta.

Before it arrived in what would become these rock deposits, traces of chromium were tied up in other compounds within rocks on land, including pyrite, a shiny gold mineral known as fool's gold. For millions of years, the chromium remained bound up; then about 2.48 billion years ago, something began releasing it into the oceans.[Photos: World's Most Famous Rocks]
That something was a powerful acid, created by a chemical reaction with pyrite, Konhauser said. And in order to get the pH — a measure of acidity — low enough to explain the presence of chromium, sulfuric acid must have been present, he said.

This sulfuric acid must have come from the pyrite at the hands, if you will, of bacteria. These bacteria —  similar species still exist — would have used oxygen taken from the atmosphere to perform an energy-releasing chemical reaction. In essence, the bacteria "eat" the pyrite.
Pyrite contains sulfur, and this reaction forms sulfuric acid. So, Konhauser and colleagues think that the sulfuric acid dissolved the chromium, which made its way to the oceans.

Modern versions of these bacteria are known to live off pyrite discarded by the mining industry, creating highly acidic conditions in water that collects around these waste sites.
Konhauser said he is not aware of any prior work highlighting this milestone in the history of life. "We are the first to explicitly talk about the origin of these organisms on land," he said.
The study was published in the Oct. 20 issue of the journal Nature.

You can follow LiveScience writer Wynne Parry on Twitter @Wynne_Parry. Follow LiveScience for the latest in science news and discoveries on Twitter @livescience and on Facebook.