Hoe tectoniek en astronomische cycli het klimaat van het late Paleozoïcum vormden
Onderzoek onthult invloed van tektonische en astronomische processen op klimaat in het Laat-Paleozoïcum
Een onderzoeksteam onder leiding van Academici Jin Zhijun van het Instituut voor Energie aan de Peking Universiteit heeft onthuld hoe interacties tussen de tektonische activiteit van de aarde en astronomische cycli gezamenlijk het klimaat en de koolstofcyclus van de planeet hebben gevormd tijdens het Laat-Paleozoïcum (360-250 miljoen jaar geleden). De bevindingen zijn gepubliceerd in Nature Communications met de titel “Tectonic-astronomical interactions in shaping Late Paleozoic climate and organic carbon burial,” en bieden nieuwe inzichten in het klimaat systeem van de diepe tijd.
Tussen 360 en 250 miljoen jaar geleden onderging de aarde dramatische veranderingen. Continenten smolten samen tot het supercontinent, gletsjers verspreidden zich over uitgestrekte gebieden en dikke lagen steenkool en organisch rijke gesteenten begonnen de materialen te creëren die later de fossiele brandstoffen van vandaag zouden worden. Wetenschappers wisten al lang dat zowel tektonische activiteit (zoals vulkaanuitbarstingen en bergvorming) als astronomische cycli (veranderingen in de baan en kanteling van de aarde) deze gebeurtenissen beïnvloedden, maar hoe deze twee samenwerkten was onduidelijk.
Deze studie legt uit hoe processen binnen de aarde en krachten uit de ruimte samenwerken om het klimaat van de planeet te beheersen. Het toont aan dat wanneer de tektonische activiteit sterk was, het klimaat onstabiel werd, terwijl het klimaat tijdens rustigere tektonische periodes stabiliseerde, wat ideale omstandigheden creëerde voor grootschalige organische koolstofopslag. Het begrijpen van deze natuurlijke interacties helpt wetenschappers beter te voorspellen hoe het klimaat van de aarde kan reageren op toekomstige veranderingen in CO₂ en andere factoren.
Het team verdeelde het Laat-Paleozoïcum in drie belangrijke tektonische fasen, gebruikmakend van plaatreconstructies, geochemische gegevens en modellering van de koolstofcyclus. Ze identificeerden perioden van verhoogde activiteit (~360-330 Ma en ~280-250 Ma) gekenmerkt door snelle uitbreiding van ruggen en subductie, vulkanisme en klimaatinstabiliteit, en een middenfase (~330-280 Ma) van relatieve tektonische rust met verminderde CO₂-uitstoot, koelere temperaturen en stabiele klimaten.
Astronomische signalen in sedimenten waren het meest zichtbaar tijdens de rustige fase, toen de baancycli sterk invloed uitoefenden op temperatuur en neerslag, maar werden vertroebeld tijdens actieve fasen door vulkanische CO₂-pieken. Simulaties bevestigden dat CO₂-niveaus als een belangrijke versterker van klimaatschommelingen fungeerden, die tektonische krachten aan het wereldwijde klimaat in verband brachten.
Dit werk verandert de manier waarop wetenschappers de oude klimaatgeschiedenis begrijpen en laat zien hoe de binnenste en buitenaardse cycli van de aarde altijd hebben samengewerkt. Deze studie biedt een nieuw perspectief op het mechanisme van de regulatie van de lange termijn koolstofcyclus en vormt ook een belangrijke historische referentie voor modern klimaatonderzoek.
