17 juillet, 2020—L'élévation des basaltes du fleuve Columbia a permis aux chercheurs de l'Université de l'Oregon de mieux comprendre comment le magma il y a 14 à 16 millions d'années a façonné la région et pourquoi les gaz à effet de serre libérés lors d'une série d'éruptions volcaniques n'ont pas déclenché d'extinction mondiale.

Les aperçus, Publié dans Rapports scientifiques , ont été tirées d'analyses des isotopes de l'oxygène et de l'hydrogène dans le matériel crustal, un mélange de magma et de roches originales, qui est maintenant exposé par le soulèvement géologique et l'érosion.

Les basaltes d'inondation du fleuve Columbia représentent la plus jeune province continentale de basalte d'inondation sur Terre et l'une des mieux conservées. Il couvre environ 210, 000 kilomètres carrés, s'étendant de l'est de l'Oregon et de Washington à l'ouest de l'Idaho et à une partie du nord du Nevada.

Au cœur de la recherche, 27 échantillons provenant de 22 digues différentes - des corps de magma ressemblant à des murs qui ont traversé le paysage de coulée de lave en nappe pendant les éruptions. Une digue d'alimentation de 10 mètres d'épaisseur dans le batholite de Wallowa, formé d'un mélange de magma basaltique et de granite il y a 16 millions d'années, par exemple, a probablement agi comme un conduit de magma pendant jusqu'à sept ans. Il a formé l'une des plus grandes coulées de lave de surface et a altéré chimiquement environ 100 mètres de substrat rocheux environnant.

"Nous avons découvert que lorsque le magma basaltique chaud pénétrait dans la croûte, il faisait bouillir les eaux souterraines et volatilisait tout sur son passage et à proximité, provoquant des changements chimiques et isotopiques dans les roches et la libération de gaz à effet de serre, " dit Ilya Bindeman, professeur au Département des sciences de la Terre, qui a dirigé l'étude.

Collectivement, les effets du réchauffement dans toute la région des crues-basaltes peuvent avoir duré environ 150 ans après que le magma a cessé de couler, construire le paysage visible aujourd'hui dans toute la région, l'équipe de recherche de sept membres de trois pays a conclu.

"Les basaltes du fleuve Columbia qui nous sont si chers dans le Pacifique Nord-Ouest, " a déclaré Bindeman. " Ils sont maintenant soulevés et érodés au niveau qui nous permet d'échantillonner les contacts de ces basaltes avec les roches précédentes. Le même processus se produit aujourd'hui toutes les heures et partout sous les dorsales médio-océaniques et aussi sur les continents. En étudiant ces roches pas si anciennes, nous avons appris ce qui se passe sous nos pieds."

La modélisation informatique réalisée avec les données chimiques suggère que le réchauffement hydrothermal des roches métasédimentaires d'origine de la région - une roche métamorphique formée par le dépôt et la solidification des sédiments - et des niveaux relativement faibles de matière organique affectée par les éruptions auraient généré la libération d'environ 18 gigatonnes de dioxyde de carbone et de méthane. Une gigatonne équivaut à un milliard de tonnes métriques.

Les éruptions individuelles de basalte du fleuve Columbia étaient chacune 10 à 100 fois plus importantes que les plus grandes éruptions historiques des éruptions volcaniques d'Eldgja et de Laki en Islande dans les années 934 et 1783, respectivement, a noté le co-auteur de l'étude Leif Karlstrom, professeur de sciences de la terre, qui, avec Bindeman, est membre du Centre de volcanologie de l'Oregon.

L'éruption du Laki, qui a tué des milliers de personnes, libéré des gaz à effet de serre d'origine volcanique qui ont généré une année sans été suivie d'une année chaude en Europe et en Amérique du Nord, dit Karlström.

Alors que les éruptions du fleuve Columbia ont libéré 210, 000 kilomètres cubes de magma basaltique sur 1,5 million d'années, conduisant à des impacts climatiques mondiaux, les chercheurs ont conclu, ils n'ont pas causé d'extinctions massives comme celle déclenchée par des éruptions sur une échelle de temps similaire il y a environ 250 millions d'années qui ont formé les pièges sibériens.

La différence, l'équipe de recherche a théorisé, est dans la géologie des régions. Les éruptions de basalte du fleuve Columbia se sont produites dans une croûte ignée qui contenait de faibles niveaux de matière organique pouvant être libérée par le chauffage hydrothermal. Les éruptions dans les pièges sibériens se sont produites dans des roches sédimentaires riches en matières organiques.

Alors que les nouvelles découvertes suggèrent qu'une circulation similaire des eaux souterraines à l'échelle régionale autour des digues est une signature du volcanisme basaltique d'inondation à l'échelle mondiale, les chercheurs ont noté, les conséquences peuvent ne pas toujours être catastrophiques à grande échelle.

Dans les basaltes du fleuve Columbia et le point chaud probablement lié de Yellowstone, la circulation hydrothermale se manifeste par de subtils signaux isotopiques, un épuisement des isotopes de l'oxygène, dans les rochers, l'équipe de recherche a trouvé.