Det mesta av koldioxid och andra gaser som släppts ut av vulkaner genererades av organiska reserver som bildades för hundratals miljoner år sedan, vilket indikerar en djup koppling mellan livets utveckling på jorden och de geologiska processerna i dess inre, enligt en artikel publicerad i tidskriften Science.
”Denna upptäckt får oss att tänka på en fullständig omprövning av hela livets utveckling. Våra observationer visar att alla uppskattningar av syrgasnivån i jordens atmosfär i det avlägsna förflutna kan vara helt felaktiga, eftersom vulkaniska utsläpp av koldioxid kan radikalt förändra den isotopiska sammansättningen av kalkavlagringarna som de mättes på,”förklarar Marie Edmonds från Cambridge University (UK).
På jorden finns, som forskare förklarar, en slags "kolcykel". Stora mängder av detta element begravs ständigt vid botten av jordens hav, där de kommer överens med resterna av djur och växter, och inte mindre stora mängder koldioxid kommer in i atmosfären tillsammans med vulkanutsläpp och andra manifestationer av geologisk aktivitet.
Före antropocenens början, "människans era", var dessa processer en av de viktigaste ledarna för jordens klimat, eftersom de bestämde om koncentrationen av koldioxid i atmosfären ökade eller sjönk. I det avlägsna förflutet orsakade en obalans i "förlust" och "förstärkning" av kol i samband med ökad vulkanisk aktivitet eller frigörande av organiska stenar till ytan, redan massmängder och en gång berövade planeten alla dess syrereserver.
Edmonds och hennes kollegor fann att denna koppling mellan livets utveckling, kolcykeln och vulkanerna faktiskt är mycket djupare än geologer har antagit och studerade den kemiska och isotopiska sammansättningen av utbrottet av cirka 80 vulkaner från hela jorden.
Som forskare noterar har geologer märkt under lång tid att sammansättningen av gaser och magma som släpps ut av olika vulkaner kan vara mycket olika, vilket var förknippat med skillnader i mineral och isotopisk sammansättning i de djupa områdena i manteln, varifrån lavan flyttade till planetens yta.
Efter att ha analyserat koncentrationen av helium och kolisotoper i dessa vulkaners utsläpp märkte forskare något ovanligt - deras andel berodde på vilken region på jorden dessa fokuser på geologisk aktivitet var belägna i. Till exempel innehöll koldioxid som emitteras av kontinentala vulkaner mycket mer "tung" koldioxid-13 och mindre "lätt" helium-3 än utsläpp från oceaniska vulkaner.
Anledningen till detta, som forskare noterar, gömdes i det avlägsna geologiska förflutet och var förknippat med spår av liv som fanns på jorden för hundratals miljoner år sedan. Faktum är att en betydande andel av vulkaniska utsläpp av koldioxid genererades inte av manteln utan av organiska avlagringar som rörde sig mot manteln tillsammans med jordskorpan och inte av reserverna av oorganiskt kol som har funnits i tarmarna på planeten sedan dess bildning.
Kampanjvideo:
En sådan upptäckt kom som en stor överraskning och ett problem för geologer, eftersom tidigare forskare trodde att andelen kolisotoper i vulkanutsläpp är konstanta värden som knappast har förändrats under hela jordens existens. Forskare använde denna egenskap av vulkaniska utsläpp för att uppskatta mängden syre i jordens atmosfär i det avlägsna förflutna och för att bedöma hur de ekologiska förhållandena på planeten förändrades i olika tidpunkter.
Följaktligen borde kontinenternas rörelse, deras sammanslagningar och sönderfall ha väsentligt förändrat andelen CO2-isotoper i vulkanutsläpp, såväl som i atmosfären och i sedimentära bergarter som bildats av levande varelser. Allt detta komplicerar i hög grad återställningen av bilden av hur livet utvecklats på jorden, men samtidigt indikerar en nära koppling mellan dess utveckling och vulkanernas beteende, konstaterar författarna till artikeln.
