La maggior parte dell'anidride carbonica e degli altri gas emessi dai vulcani sono stati generati da riserve organiche formatesi centinaia di milioni di anni fa, il che indica una profonda connessione tra l'evoluzione della vita sulla Terra ei processi geologici al suo interno, secondo un articolo pubblicato sulla rivista Science.
“Questa scoperta ci fa pensare a una completa rivalutazione dell'intera storia dell'evoluzione della vita. Le nostre osservazioni mostrano che tutte le stime del livello di ossigeno nell'atmosfera terrestre nel lontano passato potrebbero essere completamente errate, poiché le emissioni vulcaniche di CO2 potrebbero cambiare radicalmente la composizione isotopica dei depositi di calcare su cui sono state misurate , spiega Marie Edmonds di Cambridge University (Regno Unito).
Sulla Terra, come spiegano gli scienziati, esiste una sorta di "ciclo del carbonio". Enormi quantità di questo elemento sono costantemente sepolte sul fondo degli oceani terrestri, dove vanno d'accordo con i resti di animali e piante, e non meno grandi quantità di CO2 entrano nell'atmosfera insieme alle emissioni vulcaniche e ad altre manifestazioni di attività geologica.
Prima dell'inizio dell'Antropocene, "l'era dell'uomo", questi processi erano uno dei principali conduttori del clima terrestre, poiché determinavano se la concentrazione di CO2 nell'atmosfera aumentava o diminuiva. In un lontano passato, uno squilibrio nella “perdita” e nel “guadagno” di carbonio associato all'aumento dell'attività vulcanica o al rilascio di rocce organiche in superficie, causava già estinzioni di massa e una volta privato il pianeta di tutte le sue riserve di ossigeno.
Edmonds e i suoi colleghi hanno scoperto che questa connessione tra l'evoluzione della vita, il ciclo del carbonio e i vulcani è in realtà molto più profonda di quanto i geologi abbiano ipotizzato, studiando la composizione chimica e isotopica delle eruzioni di circa 80 vulcani intorno alla Terra.
Come notano gli scienziati, i geologi hanno notato per molto tempo che la composizione dei gas e del magma emessi da diversi vulcani può essere molto diversa, il che è stato associato a differenze nella composizione minerale e isotopica in quelle regioni profonde del mantello, da dove la lava si è spostata sulla superficie del pianeta.
Dopo aver analizzato la concentrazione di elio e isotopi di carbonio nelle emissioni di questi vulcani, gli scienziati hanno notato qualcosa di insolito: la loro quota dipendeva dalla regione della Terra in cui si trovavano questi focolai di attività geologica. Ad esempio, l'anidride carbonica emessa dai vulcani continentali conteneva molto più carbonio-13 "pesante" e meno elio-3 "leggero" rispetto alle emissioni dei vulcani oceanici.
La ragione di ciò, come notano gli scienziati, era nascosta nel lontano passato geologico ed era associata a tracce di vita che esistevano sulla Terra centinaia di milioni di anni fa. Il fatto è che una frazione significativa delle emissioni vulcaniche di anidride carbonica è stata generata non dal mantello, ma da depositi organici che si spostano verso il mantello insieme alla crosta terrestre, e non dalle riserve di carbonio inorganico che sono esistite nelle viscere del pianeta sin dalla sua formazione.
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Una tale scoperta è stata una grande sorpresa e un problema per i geologi, poiché i primi scienziati credevano che la proporzione di isotopi di carbonio nelle emissioni vulcaniche fossero valori costanti che non sono cambiati quasi per l'intera esistenza della Terra. Gli scienziati hanno utilizzato questa proprietà delle emissioni vulcaniche per stimare la quantità di ossigeno nell'atmosfera terrestre in un lontano passato e per valutare come sono cambiate le condizioni ecologiche del pianeta in epoche diverse.
Di conseguenza, il movimento dei continenti, le loro fusioni e disintegrazioni avrebbero dovuto modificare notevolmente la proporzione degli isotopi di CO2 nelle emissioni vulcaniche, così come nell'atmosfera e nelle rocce sedimentarie formate dai resti di esseri viventi. Tutto ciò complica notevolmente il ripristino del quadro di come si è sviluppata la vita sulla Terra, ma allo stesso tempo indica una stretta connessione tra la sua evoluzione e il comportamento dei vulcani, concludono gli autori dell'articolo.
