- Det er en missing link mellom vulkanisme og klimaforklaringer som forskerne har lett etter lenge. Det er også en sammenheng mellom store vulkanhendelser, klimaendringer og masseutryddelser, og vi tror vi har funnet svaret, sier Henrik Svensen ved Geologiske prosessers fysikk (PGP) ved Universitetet i Oslo.

Førsteside i Nature

Han tror at den nye teorien, som har fått førstesideplass i det prestisjetunge tidsskriftet Nature i dag, kan være med på å forklare sammenhengen mellom vulkanisme, klimaendringer og masseutryddelser som for eksempel for 65 millioner år siden, da dinosaurene ble utslettet.

Den nye teorien handler om at det har blitt frigitt enorme mengder drivhusgasser i sedimentbassenger på grunn av vulkansk aktivitet. Utenfor Midt-Norge har de norske forskerne oppdaget et vulkansk kompleks på størrelse med Portugal - i Vøring- og Mørebassengene.

- De vulkanske bergartene og eksplosjonsstrukturene ble dannet for 55 millioner år siden. Dette var starten på en periode med global temperaturøkning på fem til ti grader som varte i omtrent 200 000 år, sier Svensen.

I samarbeid med oljeindustrien

Sammen med blant andre Sverre Planke ved Volcanic Basin Petroleum Research, og i samarbeid med oljeindustrien har Svensen kartlagt vulkanske bergarter og eksplosjonskratere i Norskehavet.

- Vi fikk tilgang til en vanvittig database som seismikkselskapet TGS-NOPEC sitter på. Den ville kostet oss hundrevis av millioner kroner å kjøpe. Vi fikk bruke databasen fritt i et unikt samarbeid, sier Svensen.

Flere enorme utslipp av klimagasser

I løpet av Jordens levetid har det flere ganger vært enorme utslipp av drivhusgasser fra undergrunnen. Årsaken til de enorme utslippene av klimagasser har ikke vært helt klar. De norske forskerne har nå kommet opp med det de tror er løsningen, og utviklet en ny teori for å forstå globale klimaendringer gjennom Jordas historie:

Klimagasser dannes ved at glødende lava varmer opp karbonrike bergarter, og store gasseksplosjoner fører til at drivhusgassene slippes ut i atmosfæren.

Forskerne mener temperaturøkningen for 55 millioner år siden var forårsaket av utslipp av 1 500 - 3 000 gigatonn karbon i løpet av 20 000 år. De tror også at fem til ti ganger mer gass ble dannet i hele Nordøst-Atlanterhavet.

Stikker hull på karbonlageret

Hele 99,9 prosent av karbonet i karbonkretsløpet er lagret i sedimentbassenger i jordskorpa. Når det dukker opp en mekanisme som stikker hull på dette reservoaret er det viktig.

For 55 millioner år siden trengte glødende magma seg gjennom sedimentbassenger i Norskehavet, og varmet opp sedimenter som var rike på organiske stoffer. Dette dannet store mengder drivhusgasser. Trykket økte, og førte til gigantiske gasseksplosjoner som igjen ledet drivhusgasser fra undergrunnen til atmosfæren.

- Elver med smeltet stein jobbet seg innover i sedimenter, og varmer dem opp slik at det ble dannet gass. Til slutt ble trykket så stort at det kom gassutbrudd. Vi har kartlagt mer enn 700 kratre utenfor Nordland, sier Svensen.

Forskerne tror mellom 2 000 og 3 000 kratere er tilstede én til to kilometer under havbunnen, i områder med vulkanske bergarter.

Dagens utslipp

Klimagassutslippene for 55 millioner år siden kan sammenlignes med dagens menneskeskapte utslipp av klimagasser. Totale kjente forekomster av karbon i olje, kull og gass er på 3 300 gigatonn karbon, og dagens utslipp av drivhusgasser fra fossilt brensel er på 5,5 gigatonn karbon per år.

Utslippene i Norskehavet var på 300 til 2 500 gigatonn karbon. Det vil bare ta mellom 55 og 450 år å frigi samme mengde drivhusgasser som ble produsert i Norskehavet med dagens utslippsrater.

- Karbonet som ble sluppet ut for 55 millioner år siden ble sluppet ut over en periode på 15 000 - 20 000 år. Når vi ser på det vi slipper ut i dag, vil det bare ta noen hundre år å slippe ut den samme mengden. Klimaforandringene for 55 millioner år siden har lenge blitt brukt som mulig analog til hva som kan foregå i dag, sier Svensen.

Rask transport av karbon fra sedimentbassenger til atmosfæren, tilsvarende dagens forbruk av fossilt brensel, har altså skjedd før - forskjellen er at vi denne gangen gjør det mye raskere.

Gasshydratteorien

Til nå har den rådende forklaringen på fortidens klimagassutslipp vært den såkalte gasshydratteorien. Et gasshydrat er et fast, islignende stoff som består av vann og gassmolekyler. Gasshydrater kan dannes i områder med lav temperatur, høyt trykk og en gasskilde - som for eksempel i områder med permafrost, og i sedimenter i visse områder på havbunnen.

Gasshydratteorien går ut på at gasshydrater skal ha smeltet, men ingen har klart å komme opp med en forklaring på hvorfor de skal ha smeltet. For at de skal ha smeltet må havene ha blitt varmet opp.

- Teorien har vært rådende i ti år, og sier at de enorme mengdene med metan-is i havbunnen skal ha smeltet. Det er et stort reservoar av drivhusgasser som bare ligger i havbunnen, eller i arktiske områder med permafrost. Geologisk sett har dette vært den eneste realistiske kilden til drivhusgasser man kunne bruke.

Kan forklare masseutryddelser?

Andre teorier har også vært foreslått, som for eksempel vulkanisme eller meteoritter, men Svensen mener disse forklaringene ikke er tilfredsstilende.

Han tror teorien om drivhusgasser fra sedimentbassenger kan forklare andre voldsomme hendelser i Jordas historie, som den for 65 millioner år siden, og den største masseutryddelsen i Jordas historie for 250 millioner år siden - rundt 70 prosent av livet på Jorda forsvant i forbindelse med vulkanisme i Sibir.

Disse masseutryddelsene var sannsynligvis ikke først og fremst forårsaket av drivhuseffekten, men av utslipp av miljøgifter under vulkanutbruddene, mener forskerne.

- En del dokumentasjonsarbeid igjen

- Til nå har meteorittnedslag vært den gjeldende teorien om hva som utryddet dinosaurene, men de siste månedene har det kommet nye data som sår tvil om dette. Studien vår kan bidra til at man kanskje kan begynne å tenke på vulkanisme igjen, sier Svensen.

- Vi har et veldig godt observasjonsgrunnlag, konkrete eksplosjonskrater og vulkanisme i sedimenter som sammenfaller med tidspunktet for klimaforandringer for 55 millioner år siden. Når de gjelder endringene for 65 millioner år siden og for 250 millioner år siden, har vi en del dokumentasjonsarbeid igjen, sier Svensen.

Forskerne er allerede i gang med nye studier i Sibir og Sør-Afrika for å undersøke tidligere store klimaendringer.

Lenke:

Physics of Geological Processes: Eocene global warming caused by massive venting of greenhouse gasses