Cerca de 250 milhões de anos atrás, a vida na Terra quase chegou ao fim, em uma extinção em massa entre os períodos Permiano e Triássico, conhecida como a Grande Morte. Cerca de 90% das espécies nos oceanos e 70% das famílias de vertebrados em terra foram mortas, e o grande experimento de vida marinha da era Paleozóica foi interrompido.

O que isso tem a ver com o níquel? Nós vamos, como parte do meu trabalho recente como geólogo de mineração, que envolve estudar os depósitos de minério de níquel mais valiosos do mundo na Sibéria, Eu descobri evidências de uma ligação entre a gênese do minério - como o níquel chegou lá - e o início da Grande Morte. Esses resultados foram publicados recentemente no Anais da Academia Nacional de Ciências .

Era um mundo extremamente estranho há 250 milhões de anos, e encontrar os culpados pela pior extinção em massa do mundo é como montar um quebra-cabeça.

Terra, incêndio, agua

Este episódio catastrófico foi desencadeado por vários eventos diferentes, que, por sua vez, matou as espécies do mundo de maneiras diferentes:níveis decrescentes de oxigênio no oceano, aumento maciço das temperaturas, e um possível impacto de meteoro.

Um desses eventos desencadeadores envolveu uma grande sacudida no ciclo do carbono, que teve efeitos climáticos dramáticos. Alguns cientistas pensam que a temperatura do nível superior dos oceanos e rios do mundo aumentou de 21 ℃ para 38 ℃ no final da era smithiana (250,7 milhões de anos atrás).

Esta mudança no ciclo do carbono foi atribuída a uma grande explosão de atividade das colônias marinhas profundas de Archaea methanosarcina , parentes de bactérias. Essas colônias adquiriram uma nova maneira de obter energia de seu ambiente. Da mesma forma que os corpos humanos obtêm energia dos alimentos, produzindo dióxido de carbono no processo, esses organismos obtinham energia transformando carbono orgânico em metano.

As colônias de archaea eram normalmente limitadas pela quantidade de níquel nos oceanos, mas por algum motivo, 250 milhões de anos atrás, o níquel parece ter sido abundante em comparação com hoje.

Ao mesmo tempo que a Grande Morte, em uma área da Terra que agora chamamos de Sibéria, uma quantidade astronômica de lava gerada nas entranhas da Terra explodiu em uma área do tamanho da Europa. Esta província é a anfitriã dos depósitos de minério de Noril'sk, a fonte mais valiosa de níquel extraído da Terra.

Os cientistas pensavam anteriormente que o níquel liberado na atmosfera poderia explicar o excesso de níquel marinho 250 milhões de anos atrás. Mas como o níquel poderia subir no ar? É aqui que entra o nosso trabalho.

Vulcões e champanhe

Vamos dar um passo atrás:como os depósitos de minério de níquel se formam a partir da rocha derretida (ou magma)? O magma rico em níquel precisa percorrer todo o caminho até as profundezas sob os vulcões, onde se torna enriquecido com enxofre, e forma gotículas de sulfeto líquido.

O sistema de encanamento vulcânico então atua como um fundidor. As gotículas de sulfeto líquido esfregam o níquel do magma. Os depósitos de minério se formam quando as gotículas de sulfeto finalmente afundam e se acumulam no fundo do magma sob os vulcões. O níquel nunca chega à superfície - o que torna difícil explicar como tanto níquel foi parar na atmosfera.

Um artigo anterior do nosso grupo mostrou que quando gotículas de sulfeto líquido e bolhas de gás se formam juntas no mesmo magma, elas têm uma forte tendência de se unirem. Então, se houver um gás presente, gotículas de sulfeto podem subir até o topo das câmaras de magma, levando os metais com eles.

Em uma grande erupção, como aquele que produziu a lava siberiana, a pressão cai, e é como abrir uma garrafa de champanhe. Um enxame de bolhas se forma e flutua até o topo. As gotículas de sulfeto líquido pegam uma carona como cestas sob balões de ar quente.

Acreditamos que esse "deslocamento da bolha" é como o níquel saiu do fundo do magma de Noril'sk até a superfície e se transformou em gases e aerossóis vulcânicos.

Durante nossos estudos recentes dos minérios de níquel de Noril'sk, encontramos a arma fumegante:usamos imagens de raios-X 2-D e 3-D para mostrar gotículas de sulfeto ricas em níquel fisicamente ligadas às antigas bolhas de gás, congelados no minério.

Combinamos essa observação com modelos termodinâmicos simples para mostrar que esse mecanismo de transporte aumenta muito a quantidade de conteúdo de níquel em aerossóis vulcânicos.

Os perigos do metano

Os depósitos de níquel de Noril'sk são únicos. Eles são o único lugar conhecido onde o níquel teve um caminho direto para a atmosfera. Erupções explosivas ajudaram a liberar quantidades colossais de gás no ar.

Durante esses episódios de gases massivos, nossas bolhas de champanhe carregadas de sulfeto transportaram grande quantidade de níquel e jogaram na atmosfera para alimentar as arquéias em flor, desempenhando um papel importante na Grande Morte.

Os minérios de Noril'sk se formaram em um evento estranho, mas se a hipótese mais ampla estiver correta, eles contêm uma lição para a vida na Terra:liberar grandes quantidades de metano na atmosfera com enorme perigo.

Sob circunstâncias normais, erupções vulcânicas são uma fonte relativamente pequena de metano na atmosfera, mas existem bombas-relógio letais no metano congelado em permafrost, muito disso, coincidentemente, para ser encontrado nas terras devastadas da tundra que cobrem os campos de lava da Sibéria. Aqui, o derretimento do permafrost libera bolhas de metano na atmosfera, criando um ciclo de feedback das mudanças climáticas - com um efeito potencialmente devastador.

Este artigo foi publicado originalmente em The Conversation. Leia o artigo original.