Extinções em massa são épocas no passado da Terra em que grandes proporções de vida morreram repentina e catastroficamente. Isso ocorreu periodicamente nos últimos 550 milhões de anos. As causas exatas dessas extinções não são totalmente compreendidas, mas parece haver uma notável coincidência entre extinções em massa e enormes erupções vulcânicas que formam grandes províncias ígneas (LIPs).
Os LIPs são vulcões massivos que produzem milhões de quilômetros cúbicos de magma basáltico em um tempo muito curto. Eles são muito maiores em escala do que as famosas supererupções – como o supervulcão da caldeira de Yellowstone – que normalmente liberam menos de 5.000 quilômetros cúbicos de magma.
O magma dos LIPs pode liberar gases suficientes durante a erupção, como dióxido de carbono (um gás de efeito estufa) ou compostos à base de enxofre, para mudar o clima. Essa mudança climática, por sua vez, afeta a composição dos oceanos e rapidamente leva à morte de vidas na Terra.
Embora grandes erupções vulcânicas tenham sido associadas a extinções em massa na Terra, nossa pesquisa mostra que um dos maiores LIPs conhecidos do mundo pode não ter tido nenhum efeito no clima ou causado qualquer extinção. Antes de nosso estudo, a idade precisa do LIP não era realmente conhecida; com nosso conjunto de dados aprimorado e análise de maior precisão, fomos capazes de mostrar que essas coisas não ocorreram ao mesmo tempo.
Não apenas erupções
A pesquisa também sugeriu que o basalto dos LIPs, que penetram na crosta, pode aquecer e mudar – metamorfose – rochas sedimentares que são ricas em voláteis, compostos que evaporam rapidamente. Esse metamorfismo pode liberar enormes quantidades de gases como metano e dióxido de enxofre dos sedimentos, que também alteram o clima – levando à extinção em massa.
Ambos os mecanismos foram responsabilizados por causar a mudança climática que resultou em extinções em massa. No entanto, também há casos de LIPs que não parecem causar extinções em massa e também extinções que não têm LIP aparente. A relação entre essas enormes erupções vulcânicas LIP e extinções em massa pode não ser tão clara como se pensava anteriormente. Desembaraçar os mecanismos exatos envolvidos tem sido o foco de vários estudos científicos.
Um fator extremamente importante a considerar é a idade exata do LIP em relação à extinção em massa. Se as idades da mudança climática, extinção em massa associada e o LIP não se sobrepõem, então o vulcanismo não é a causa.
Erupção cutânea brasileira
Para investigar se um dos maiores LIPs do mundo causou mudanças climáticas massivas e uma extinção em massa, nossa equipe de pesquisa gerou idades altamente precisas para o LIP Paraná-Etendeka no Brasil. Datamos o mineral zircão que se cristalizou nos fluxos de lava em erupção usando o sistema U-Pb, o que nos permite determinar com precisão a idade de erupção das lavas. Esta técnica produz idades precisas e precisas para LIPs.
Numerosos estudos ligaram este LIP a um evento de extinção em massa encontrado nos oceanos. A primeira coisa que queríamos saber era quando esse LIP estourou e por quanto tempo. Assim que tivermos essa informação, poderemos determinar se ocorreu exatamente ao mesmo tempo que o evento de extinção em massa.
Nosso estudo se concentrou na Província Magmática do Paraná – a porção sul-americana do LIP no Brasil – que é de longe a maior e produziu aproximadamente um milhão de quilômetros cúbicos de magma.
Quando este LIP entrou em erupção, há 140 milhões de anos, a América do Sul e a África estavam conectadas e faziam parte do supercontinente Gondwana. Este LIP eclodiu no Brasil e na Namíbia, quando ambas as áreas eram vizinhas antes da abertura do Oceano Atlântico Sul.
Muitos estudos sugeriram que este LIP causou mudanças climáticas globais que levaram a uma pequena extinção em massa e também uma redução na concentração de oxigênio nos oceanos. Este período é denominado evento Valanginiano.
Sem efeitos ambientais
Nossa pesquisa mostra que o Paraná LIP entrou em erupção extremamente rápido, cerca de um milhão de anos após a extinção em massa e, portanto, é improvável que tenha sido a causa. Há uma parte mais antiga do LIP do Paraná que não trabalhamos e que pode ter causado o evento valanginiano. Mas a maioria dos LIPs surge em um período muito curto de tempo, então é improvável que a parte mais antiga seja mais de um milhão de anos mais velha do que o resto da província.
Também não trabalhamos na parte Etendeka da província da Namíbia. No entanto, esta parte da província é extremamente pequena em comparação com a parte sul-americana, e esperamos que tenha entrado em erupção coincidentemente com o Paraná, embora possa ter continuado a entrar em erupção por mais tempo (e, portanto, pode ser mais jovem).
Nosso estudo do Paraná LIP prova que a erupção de grandes volumes de magma LIP por si só pode não ser suficiente para causar extinções em massa. A questão que permanece é por que essa enorme erupção de magma quase não teve efeito sobre o clima; nossa teoria é que a falta de sedimentos ricos em voláteis ao redor do LIP do Paraná significou que nenhum volátil extra foi liberado devido ao metamorfismo durante o posicionamento, ou localização, do LIP. Talvez o metamorfismo dos sedimentos pelos magmas LIP, e o gás liberado associado a isso, seja o principal fator das mudanças climáticas que levam à extinção em massa?
O maior evento de extinção em massa da Terra ocorreu no final do período Permiano, coincidindo com a erupção do Siberian Traps LIP. Este LIP intrometeu grandes bacias sedimentares ricas em voláteis que provavelmente causaram a liberação de grandes quantidades de compostos voláteis.
Nossos achados para o LIP do Paraná também dependem da idade do evento valanginiano. Atualmente, a estimativa de idade para este evento é baseada na análise cíclica de sedimentos oceânicos, mas é possível que, com maior precisão, possamos encontrar sobreposição com o LIP do Paraná. Embora grandes erupções vulcânicas tenham sido associadas a extinções em massa na Terra, nossa pesquisa mostra que um dos maiores LIPs conhecidos do mundo pode não ter tido nenhum efeito no clima ou causado qualquer extinção. Mas, por enquanto, parece que o Paraná LIP quase não teve efeito ambiental em nosso planeta.
Publicado em 01/04/2021 10h26
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