Conectando plumas del manto, grandes provincias ígneas y catástrofes ambientales

Área de la Ciencia:

• Las geociencias son ciencias geológicas.
• La geoquímica es la geoquímica.
• La geodinámica es la geodinámica.

Sus antecedentes:

• Las grandes provincias ígneas (LIP) están vinculadas a extinciones masivas, pero su mecanismo de formación, particularmente de las plumas del manto, se debate.
• Las trampas siberianas, un importante LIP, se formaron en la gruesa litosfera continental, sin evidencia de elevación o estiramiento de la cabeza de pluma.
• Los modelos existentes luchan por explicar la formación de LIP y la escala de las crisis ambientales asociadas, y las estimaciones de desgasificación de CO2 son insuficientes.

Objetivo del estudio:

• Para investigar el papel de la corteza oceánica reciclada en las cabezas de pluma del manto.
• Desarrollar un modelo termomecánico para la formación de LIP consistente con las observaciones geológicas.
• Evaluar el potencial de las emisiones de gases provenientes de las plumas para impulsar extinciones masivas.

Principales métodos:

• Análisis petrológico para identificar la corteza oceánica reciclada en modelos de plumas.
• Desarrollo de un modelo termomecánico que simule la interacción pluma-litosfera.
• Integración de las predicciones del modelo con los datos estratigráficos y geocronológicos de los LIP.

Principales resultados:

• La evidencia petrológica indica un componente significativo (15 wt%) de corteza oceánica reciclada y densa dentro de la cabeza de la pluma.
• El modelo termomecánico predice la formación de LIP sin elevación pre-magmática o extensión litosférica.
• Los resultados del modelo muestran un extenso derretimiento del penacho y una erosión heterogénea de la gruesa litosfera cratónica.
• La desgasificación masiva de CO2 y HCl de la corteza reciclada en la cabeza de la pluma se identifica como un desencadenante potencial para las extinciones masivas.

Conclusiones:

• La corteza oceánica reciclada en las plumas del manto proporciona un mecanismo viable para la formación de LIP en la gruesa litosfera cratónica.
• La liberación masiva de gases impulsada por plumas, no solo el vulcanismo, puede explicar el impacto ambiental y las extinciones masivas asociadas con los LIP.
• El momento de la liberación de gas que precede a las principales fases volcánicas se alinea con la evidencia geológica de las trampas siberianas y otros LIP.