p Imagine um enorme vulcão em erupção no noroeste do Pacífico, derramando lava em Washington, Oregon e Idaho. Imagine a lava fluindo até que os vales dos rios sejam preenchidos. Até que os arbustos e arbustos sejam enterrados na rocha líquida. Até que as árvores mais altas fiquem completamente cobertas. p Cerca de 16 milhões de anos atrás, isso aconteceu.

p A lava explodiu em pulsos, em última análise, enterrando a região até a altura de um prédio de 30 andares. Se a lava tivesse se espalhado uniformemente sobre os 48 estados inferiores, em vez de ficar concentrada no noroeste, cobriria o país a uma profundidade de cerca de 80 pés.

p Até agora, a maioria dos geólogos acredita que levou quase 2 milhões de anos para explodir toda aquela lava, conhecidos coletivamente como "os basaltos de inundação do Rio Columbia". Mas os pesquisadores de Princeton estão publicando descobertas hoje que mostram que isso aconteceu duas vezes mais rápido do que se acreditava, com 95 por cento em erupção dentro de 750, Janela de 000 anos.

p Os basaltos de inundação fascinaram os geólogos durante séculos. Como os maiores eventos vulcânicos da Terra, eles foram implicados em extinções em massa, como o maior evento de extinção da história da Terra, 252 milhões de anos atrás. Não houve extinção em massa há 16 milhões de anos, mas houve um grande evento climático naquela época, conhecido como o Clima Ótimo do Mioceno Médio (MMCO), um evento de aquecimento global com altas temperaturas e elevados níveis de dióxido de carbono atmosférico.

p Os mesmos vulcões que explodem rocha líquida também expelem gases de efeito estufa, então os geólogos se perguntam se houve uma conexão entre os basaltos de inundação e o aquecimento global MMCO. Apenas um problema:antes de agora, ninguém tinha certeza sobre o momento em que ocorreram os basaltos de inundação do rio Columbia.

p "A fim de responder à questão de se os basaltos de inundação do Rio Columbia causaram o MMCO, precisamos saber o momento das erupções e mudanças climáticas com a maior precisão possível, "disse Blair Schoene, professor associado de geociências.

p "Para simplificar, as pessoas não sabiam exatamente quando ou por quanto tempo o Columbia River Basalt Group entrou em erupção, o que tornou difícil explorar uma relação causal com o MMCO, "disse Jennifer Kasbohm, um estudante de graduação e principal autor do artigo que aparece hoje na revista Avanços da Ciência .

p Para ajudar a explicar a escala das erupções, Kasbohm traçou um paralelo com a erupção do Eyjafjallajökull em 2010 na Islândia. "A erupção da Islândia fechou aeroportos na Europa por uma semana, afetando 10 milhões de viajantes, e houve interrupções periódicas de companhias aéreas no mês seguinte, "disse ela." Agora imagine ter uma dessas erupções islandesas a cada 8 meses por 750, 000 anos consecutivos, e isso daria a você nossa taxa de erupção prevista para os basaltos do rio Columbia. "

p Três alunos de graduação acompanharam Kasbohm e Schoene no laboratório e no campo, contribuindo com sua pesquisa enquanto conclui seus próprios projetos:Josh Murray da classe de 2018, Sam Bartusek '20 e Kyle Duffey '19. “O projeto envolveu sete semanas de trabalho de campo, com muitos dias acima de 100 graus Fahrenheit, "disse Kasbohm." Encontramos um punhado de cascavéis, numerosas aranhas, habitantes locais amigáveis ​​e prestativos, e conseguimos ficar um passo à frente dos incêndios florestais na região. ”

p Eles estavam procurando zircões, minúsculos minerais contendo vestígios de urânio. Hora extra, o material naturalmente radioativo decai em chumbo, portanto, os geólogos podem usar a proporção de urânio para calcular exatamente a idade do zircão. Infelizmente para geólogos, fluxos de lava basáltica como os basaltos de inundação do Rio Columbia não têm a química certa para fazer zircões, então até agora, geólogos tiveram que se contentar com datas com incertezas de mais de um milhão de anos, produzidos através de outros métodos de datação.

p "Para testar uma ligação causal entre o clima e as erupções, um milhão de anos não é bom o suficiente, "disse Schoene.

p Os pesquisadores contornaram a falta de zircões nas rochas de lava observando camadas de cinzas vulcânicas entre as camadas de basalto. As cinzas vieram dos vulcões Cascade próximos (incluindo o Monte Saint Helens), que contêm zircão e estavam em erupção na mesma época que as massivas lavas.

p Em seu laboratório em Princeton, Kasbohm e Schoene separaram zircões de 0,1 mm das rochas de 16 milhões de anos, mediu as razões isotópicas de urânio e chumbo, e determinou as idades dos fluxos de lava individuais em algumas dezenas de milhares de anos. "Essa precisão é basicamente o melhor que você pode fazer com qualquer cronômetro para amostras desta idade - mesmo que 10, 000 anos parece muito, então nosso método é o padrão ouro, " ela disse.

p "Este é o artigo mais significativo publicado sobre os basaltos de inundação do Rio Columbia em uma ou duas décadas, "disse Stephen Reidel, a research professor of geology at Washington State University-Tri-Cities, who has studied these lava flows since 1972 and contributed to the analysis of this research. "Jenn and Blair deserve a lot of compliments for thinking to look at the zircons in the ash beds between the flows.... Of course, now we're going to have to go back and re-calculate everything that used the old timeline or eruption rate. That's okay—that's part of the fun."

p With their more precise timeline, Kasbohm and Schoene have now shown that the prehistoric climate change did start very close in time to the beginning of the eruptions, but further work is needed to pin down the connection between them.

p This 16-million-year-old climate change event is the last time that carbon dioxide concentrations in the atmosphere shot above 400 parts per million—until the last decade.

p "The MMCO could be a parallel to our current climate, and further work investigating the timing and duration of that event will tell us more about how we can expect Earth to recover from anthropogenic climate change, " Kasbohm said. For instance, if the climate stayed warm for a million years after the volcanoes stopped erupting, as now looks possible, that could have significant implications for predicting how long the atmosphere will respond to human-caused global warming.

p "Time matters, " said Kasbohm, "whether we're trying to learn about Earth's past or its future. It's very empowering to use tiny minerals to tell the story of these voluminous rocks."

p O artigo, "Rapid eruption of the Columbia River flood basalt and correlation with the mid-Miocene climate optimum, " is published in the Sept. 19 issue of Avanços da Ciência .