Avtagande atmosfäriskt CO2 under Emeishan‑flodbasaltvulkanismen

När vulkaner kyler planeten

De flesta av oss tänker på jättelika vulkanutbrott som planetuppvärmande katastrofer som pumpar ut stora mängder koldioxid (CO2) i luften och bidrar till massutrotningar. Denna studie granskar ett sådant forntida vulkanutbrott i sydvästra Kina och hittar en överraskande vinkel: under den mest intensiva lavautströmningen sjönk atmosfärens CO2 kraftigt. Att förstå varför ger ett nytt perspektiv på hur jordens inre, ytliga landskap, hav och klimat samverkar över miljontals år.

En jättelik utbrottshändelse med en förbryllande signal

För cirka 260 miljoner år sedan, under permperioden, utbröt Emeishan‑stora magmatiska provinser (LIP) och spydde ut enorma mängder lava under några miljoner år. Denna episod sammanföll med en allvarlig kris i det marina livet, särskilt för revbyggare och andra arter i grunda vatten. Den vanliga bilden är att sådana utbrott frigör stora mängder CO2, värmer planeten och stressar ekosystemen. Men direkt bevis för hur atmosfäriskt CO2 förändrades under Emeishan‑vulkanismen har saknats, vilket gjorde den verkliga klimatpåverkan osäker.

Läsa forntida CO2 från molekylära fossil

För att rekonstruera forna CO2‑nivåer provtog författarna marina bergarter i Shangsi‑sektionen i södra Kina som täcker intervallet före, under och efter Emeishan‑utbrotten. Istället för att bara förlita sig på bulkkemin koncentrerade de sig på små molekylära fossil härledda från klorofyll—specifikt en förening som kallas fitan. Förhållandet mellan lätt och tungt kol i fitan, jämfört med det i samtidiga karbonatmängder, registrerar hur starkt forntida alger diskriminerade mot tungt kol vid fotosyntes. Denna diskriminering ökar när CO2 är rikligt och minskar när CO2 är knapp. Genom att kalibrera dessa isotopiska ”fingeravtryck” med moderna relationer och hänsyn till temperatur‑ och näringseffekter producerade teamet en högupplöst kurva över atmosfäriskt CO2 över flera miljoner år.

En CO2‑minskning under maximal lavatillströmning

Det framtagna registret visar ett oväntat mönster. Under tiden före huvudutbrotten höll sig CO2‑nivåerna runt 700 delar per miljon (ppm). Från ungefär 263,5 miljoner år sedan—just när den vulkaniska provinsen utvecklades—sjönk CO2 stadigt och nådde värden nära 350 ppm omkring slutet av den huvudsakliga flodbasaltfasen. Slående nog överlappar denna lågpunkt med kraftiga kvicksilverspikar i sedimenten, ett oberoende tecken på intensiv vulkanisk aktivitet. Först senare, under mindre men mer explosiva kiseldominerade utbrott, steg atmosfäriskt CO2 igen mot cirka 1000 ppm innan det åter sjönk till omkring 600 ppm efter att vulkanismen mattats av. Således sammanföll perioden med störst lavaproduktion med en stor atmosfärisk CO2‑neddragning, motsatsen till vad konventionella modeller förutspår.

Upplyfta havsbottenbergarter som en jätte‑CO2‑svamp

För att förklara detta paradoxala förhållande ser författarna under lavan till Emeishans krustala grundvalar. Innan de stora utbrotten började steg en het mantelpelare från jordens djup och tryckte upp den överliggande skorpan och bildade en bred kupol hundratals kilometer tvärs över och upp till en kilometer hög. Denna upplyftning exponerade tjocka lager av karbonatbergarter—tidigare havsbottenkalkstenar från Yangtze‑plattformen—för regn, floder och kemisk angrepp. När dessa karbonater vittrade förbrukade de atmosfäriskt CO2 och levererade det, i löst form, till haven. Geokemiska spårämnen för vittringsintensitet, såsom litiumisotoper och ett lerbaserat altereringsindex, når sin topp under samma intervall som CO2‑minskningen, vilket stödjer denna tolkning. Beräkningar tyder på att erosion av de upplyfta karbonaterna kan ha dragit ner en mängd CO2 jämförbar med, eller större än, hela atmosfären, även efter att delvis dämpning av haven beaktats.

Varför denna LIP uppträdde annorlunda

Själva Emeishan‑lavan verkar också vara ovanligt fattig på CO2 jämfört med många andra vulkanprovinser, vilket innebär att utbrotten tillsköt relativt måttliga mängder gas till atmosfären. Till skillnad från Sibiriska fällorna, där magma inträngde i tjocka, organiskt rika sediment och frigjorde stora kolmängder genom bakning av dessa bergarter, var Emeishans intrång mest begränsade till karbonathostar och en begränsad innerzon. Följaktligen handlade huvudberättelsen om kol inte om massiv degasning utan snarare om massiv vittring, förstärkt av upplyft i ett varmt, regnigt tropiskt bälte och av Permhavens relativt långsamma buffring. Tillsammans gjorde dessa faktorer att den nysläppta kalkstenens CO2‑absorberande kraft övervägde de vulkaniska utsläppen i flera miljoner år.

Ompröva vulkaner och klimat

För icke‑specialister är huvudbudskapet att jättelika vulkaniska episoder inte alltid driver klimatet åt samma håll. I Emeishan‑fallet omformade värme från djupet landskapet så att exponerade bergarter temporärt blev en enorm CO2‑svamp, samtidigt som lava täckte ytan. Senare skiftade andra utbrottsstilar balansen tillbaka mot CO2‑utsläpp. Denna komplexitet hjälper till att förklara varför vissa stora magmatiska provinser sammanfaller med katastrofala utdöenden medan andra inte gör det, och understryker behovet av att beakta hela kedjan från mantelpelare till bergslyft, erosion, havskemistri och atmosfärsförändring när man tolkar jordens klimat i djup tid.

Citering: Shen, J., Zhang, Y.G., Yuan, DX. et al. Atmospheric CO₂ drawdown during the Emeishan flood basalt volcanism. Nat Commun 17, 1657 (2026). https://doi.org/10.1038/s41467-026-69600-z

Nyckelord: forntida klimat, stora magmatiska provinser, koldioxid, bergartsvittring, massutrotning