Letusan gunung berapi besar-besaran telah berubah bentuk Tanah dan iklimnya pada berbagai waktu dalam sejarah. Penelitian baru menunjukkan bahwa lama setelah letusan dangkal ini berhenti, karbon dioksida (CO2) yang terlarut dalam magma bawah tanah mungkin perlahan-lahan keluar ke permukaan. “Karbon samar” ini mungkin berkontribusi terhadap periode pemanasan yang berkepanjangan, lambatnya pemulihan iklim, dan kepunahan massal.
“Ada potensi pelepasan gas ini tidak secara spesifik terkait dengan timbulnya aliran lava,” ujarnya. Isabel Fenleyseorang ahli geologi di Pennsylvania State University yang tidak terlibat dalam penelitian ini. Tanpa mempertimbangkan pelepasan CO2 yang berkepanjangan ini, “beberapa pemahaman kita saat ini tentang peristiwa emisi gas akan hilang”.
Dia gunung berapi yang dimaksud dikenal sebagai provinsi beku besar, yaitu wilayah luas tempat magma meletus ke permukaan. Saat ini tidak terdapat provinsi batuan beku aktif yang besar; yang terbaru, kelompok basal Sungai Columbia yang relatif kecil, meletus sekitar 16 juta tahun yang lalu. Sebuah provinsi beku besar dapat mengeluarkan sekitar satu juta kilometer kubik batuan vulkanik dalam kurun waktu satu juta tahun.
“Saya rasa skala provinsi vulkanik ini sangat sulit dipahami manusia,” ujarnya. ben hitampenulis utama studi ini, seorang ahli vulkanologi di Rutgers University di New Jersey. “Kita berbicara tentang peristiwa vulkanik yang dapat memobilisasi magma yang cukup untuk menutupi daratan Amerika Serikat sedalam setengah kilometer.”
Terkait: 12 letusan gunung berapi terbesar dalam sejarah
Magma yang mengubah iklim
Aktivitas vulkanisme yang luas terjadi bersamaan dengan periode gangguan iklim sepanjang sejarah bumi: provinsi-provinsi beku besar mengeluarkan sejumlah besar gas rumah kaca seperti CO2 ke atmosfer, sehingga meningkatkan suhu. Terkadang peristiwa ini juga disertai dengan perubahan biologis yang penting.
Letusan Perangkap Siberia 252 juta tahun yang lalu bertepatan dengan hilangnya keanekaragaman hayati secara besar-besaran, yang dikenal sebagai kepunahan massal akhir Permian atau Kematian Besar. Namun selama peristiwa tersebut, suhu dan tingkat CO2 tetap tinggi selama sekitar 5 juta tahun setelah letusan gunung berapi berhenti. Para ilmuwan berhipotesis bahwa periode pemanasan yang lama dan tak terduga setelah letusan ini dan letusan gunung berapi besar lainnya di provinsi-provinsi tersebut disebabkan oleh pelapukan umpan balik dari silikat yang dilemahkansebuah siklus yang bertindak sebagai semacam termostat alami.
Dalam studi baru, yang diterbitkan di Geosains AlamBlack dan rekan-rekannya mengajukan penjelasan lain: karbon terus bocor dari gunung berapi setelah letusannya berhenti.
Dengan menggunakan model numerik untuk mensimulasikan respons iklim terhadap gangguan siklus karbon dan nutrisi, para peneliti menemukan bahwa emisi CO2 dari letusan permukaan saja tidak cukup untuk menjelaskan periode panas yang berkepanjangan. Pemanasan yang diamati memerlukan emisi karbon yang terus berlanjut lama setelah batuan vulkanik muda mendingin.
Untuk menentukan apakah pelepasan CO2 dapat terjadi setelah letusan permukaan berakhir, para peneliti mensimulasikan pergerakan magma melalui kerak bumi dari waktu ke waktu untuk menentukan bagaimana kerak bumi akan berubah bentuk dan berubah selama periode aktivitas batuan beku tingkat tinggi
Simulasi mereka menunjukkan bahwa pada awalnya, tekanan dalam ruang magma meningkat hingga terbentuk retakan di kerak bumi, sehingga magma merembes ke permukaan bumi. Namun seiring berjalannya waktu, magma memanaskan kerak bumi sehingga batuan di sekitarnya mengalir lebih mudah, sehingga sulit untuk membangun tekanan yang cukup untuk terjadinya letusan di permukaan.
Saat magma naik dan mendingin, CO2 terlarut dapat keluar, meskipun magma itu sendiri tidak dapat melepaskannya. Gas terlarut bertindak seperti gelembung dalam botol soda, kata rekan penulis studi tersebut. Tamsin Matherahli vulkanologi di Universitas Oxford.
“Saat kamu sudah menutup tutupnya [the soda bottle]Anda tidak melihat gelembung apa pun di dalamnya. “Ini seperti magma di kedalaman,” kata Mather. “Saat Anda membuka tutupnya, atau dalam kasus magma, menaikkannya ke kedalaman yang lebih dangkal, tekanannya berkurang dan terbentuklah gelembung.” Gelembung-gelembung yang mengambang tersebut kemudian naik ke permukaan, keluar melalui retakan atau patahan di kerak bumi.
Tim menemukan bahwa pelepasan CO2 ini dapat berlangsung selama jutaan tahun setelah letusan permukaan berakhir. Karbon kriptik dapat menjelaskan pemanasan berkepanjangan yang diamati setelah letusan gunung berapi besar di provinsi tersebut mereda dan mungkin mempengaruhi pemulihan biologis setelah peristiwa seperti kepunahan massal pada akhir Permian.
“Saya pikir ada beberapa pertanyaan yang sangat menarik dan penting mengenai bagaimana pemulihan terjadi setelah kepunahan massal atau gangguan iklim, peran proses padat Bumi, dan implikasinya terhadap kehidupan baru yang muncul setelah gangguan tersebut,” kata Black.
Temuan ini juga dapat membantu para ilmuwan memahami dampak pemanasan saat ini. “Provinsi beku besar adalah salah satu analog terbaik fluks emisi karbon dibandingkan dengan fluks emisi karbon manusia, namun mereka masih belum mengeluarkan karbon secepat yang kita lakukan sekarang,” kata Mather. Memahami bagaimana bumi pulih setelah gangguan mendadak serupa dapat membantu memahami potensi dampak emisi antropogenik, tambahnya.
Artikel ini awalnya diterbitkan di Eos.org. Baca artikel asli.
