La correlazione fra la messa in posto di una Large Igneous Province, un episodio di anossia dei mari e una estinzione di massa (o una fase ad altro ricambio nelle specie viventi) è ormai assodata per gli eventi anossici del Giurassico e del Cretaceo, ma anche per eventi precedenti. Lo sarebbe anche per l'estinzione di massa della fine del Cretaceo, quella che ha convolto fra gli altri i dinosauri, anche se ancora oggi l'idea che sia stato il meteorite caduto nello Yucatan ha ancora, purtroppo, tanti proseliti. Nell'ultimo numero di Geology un lavoro accerta questa correlazione 510 milioni di anni fa, al passaggio fra Cambriano Inferiore e Cambriano Medio. L'articolo, a firma di F. Jourdan ed altri Autori, un team internazionale composto da ricercatori australiani, svizzeri e svedesi, si intitola "High-precision dating of the Kalkarindji large igneous province, Australia, and synchrony with the Early–Middle Cambrian (Stage 4–5) extinction".
Una Large Igneous Province (LIP) (grande provincia magmatica) è una ingente messa in posto di rocce effusive messe in posto su una superficie che si misura in milioni di km2 e della loro controparte intrusiva, con un volume di magmi emessi che si misura in milioni di km3 di magma. Una particolarità fondamentale è che l'attività della LIP avviene in un periodo geologicamente breve, da poche centinaia di migliaia a pochi milioni di anni.
In molti casi dove è avvenuto questo fenomeno rimane a lungo un residuo di attività vulcanica: esempi classici sono le isole Bouvet e Marion a sud dell'Africa, Reunion nell'Oceano Indiano, Sant'Elena e le Canarie nell'Oceano Atlantico. Ovviamente i movimenti delle zolle hanno portato gli espandimenti principali ben lontani da dove si sono formati.
È un vulcanismo raro nel tempo ma la sua messa in posto produce incredibili sconquassi, fra effetto-serra piogge acide ed altro, a causa delle emissioni di CO2 e di altri simpatici composti come gli ossidi di Zolfo.
Spesso questo vulcanismo precede la divisione di un continente in due masse diverse e proprio per questo il Mesozoico, caratterizzato dalla rottura del Gondwana, è stato punteggiato da episodi del genere, soprattutto intorno all'Africa.
Le LIP mesozoiche sono note soprattutto per le lave, mentre di quelle più antiche spesso è meglio visibile la parte intrusiva che stava sotto alle lave, ormai erose.
La correlazione temporale fra messa in posto di Large Igneous Provinces, eventi anossici oceanici in cui nelle acque scompare l'ossigeno che normalmente vi è disciolto, ed estinzioni di massa suggerisce che queste enormi eruzioni abbiano svolto un ruolo chiave negli avvicendamenti faunistici globali e nei cambiamenti climatici.
Il continente australiano è composto da rocce molto antiche in quanto non è stato interessato da grossi movimenti orogenici negli ultimi 500 milioni di anni. Rappresenta, anche nei continenti derivati dal Gondwana, un'oasi di tranquillità tettonica. Nonostante questo al suo interno si producono terremoti anche piuttosto forti e non rarissimi lungo delle linee che hanno avuto una grande importanza prima ancora del Cambriano (negli ultimi 40 anni ci sono state almeno 6 scosse con M uguale o superiore a 6).
La quiete tettonica che iniziò ancora prima dell'inizio del Cambriano consente di vedere una abbondanza di rocce del Cambriano ma anche di tempi precedenti. Non può stupire, allora, che il continente dei canguri sia anche uno dei principali territori per la ricerca di prodotti minerari e per la ricerca delle origini della vita sulla Terra.
All'interno di queste antiche rocce ci sono le tracce di diverse Large Igneous Provinces che hanno un'età compresa tra 1780 e 510 milioni di anni. Quella che ci interessa nel frangente è la più giovane (parlare di giovane per un evento di oltre 500 milioni di anni fa dice tutto sulla tempistica della geologia australiana!)
Nel 2006 Linda Glass e David Phillips suggerirono che una vasta serie di rocce magmatiche australiane, fra cui quelle molto note ai geologi locali del Plateau di Antrim nell'Australia settentrionale, facessero parte di una sola, unica grande famiglia. La cosa parve ovvia non solo per la corrispondenza delle età radiometriche, ricavate con vari metodi in vari laboratori diversi, ma anche per diverse caratteristiche geochimiche in comune. Fu istituita quindi la denominazione di Kalkarindji Large Igneous Province, che come si vede dalla carta qui a fianco occupa non la metà del territorio australiane, ma quasi, includendo nella LIP centri eruttivi più lontani da Antrim ma, appunto della stessa età e con comuni caratteristiche geochimiche.
Nel plateau di Antrim sono state riconosciute colate laviche lunghe oltre 200 km che si sono propagate in valli preesistenti come se fossero dei fiumi (il paragone con i fiumi è insito nel nome con cui vengono chiamate queste eruzioni: flood basalts, alluvioni di basalto).
Oggi affiorano ancora in alcune zone spessori di oltre 1500 metri di lave, in colate spesse normalmente fra 20 e 60 metri (ma si arriva anche a 200 metri di spessore per una singola colata!).
La datazione a circa 510 milioni di anni fa suggerì anche a questi Autori un collegamento con l'estinzione di massa del Toyoniano, un piano a cavallo tra il Cambriano inferiore ed il Cambriano medio. Nella scala geologica dei tempi versione 2013 il Toyonano non compare: molti periodi, epoche ed età del Cambriano non hanno nome ma sono definiti da numeri. Il Toynoniano corrisponde alla ”età 4” del “periodo 2” e quindi precede la transizione fra il “periodo 2” ed il “periodo 3” e tra il Cambriano inferiore e il Cambriano Medio.
È significativo che questa LIP sia associata, come succederà nel prosieguo della storia della vita sulla Terra, ad un passaggio faunistico significativo, cioè ad una estinzione di massa (da cui la concomitanza di una divisione importante nella cronologia geologica).
La messa in posto di questa provincia magmatica è stata correlata alla separazione fra l'Australia e una serie di blocchi che ora fanno parte dell'Asia, come il Tarim, la Cina Meridionale e la Cina Settentrionale. In questa carta l'area interessata è quel punto nero sulla destra. Quindi è un altro casi di Large Igneous Province che precede la frattura e la divisione in due continenti diversi di una preesistente massa continentale.
Fra le caratteristiche che condivide questo evento con quelli successivi ci sono anche le perturbazioni nel rapporto fra gli isotopi del Carbonio d13C e una diminuzione globale del livello marino. Quella della diminuzione del livello marino prima della messa in posto di una LIP è una questione veramente strana, eppure è stata rilevata in tante occasioni.
Durante questa estinzione sarebbero scomparsi almeno il 45% dei generi animali, 35 milioni di anni dopo l'inizio del Cambriano. Il condizionale è d'obbligo vista la frammentarietà dei dati a disposizione che comunque sono tutti coerenti in questa direzione. È evidente che una estinzione in tempi così vicini alla cosiddetta “esplosione del Cambriano” abbia avuto riflessi particolarmente forti sulla storia successiva.
In questa tavola, sempre tratta da Jourdan et al 2014, si vede una correlazione fra le grandi province magmatiche e le estinzioni di massa. Una correlazione davvero troppo precisa per continuare a parlare del meteorite dello Yucatan come grilletto per l'estinzione dei dinosauri, visto che all'epoca era in piena attività la LIP del Deccan...
La linea continua è il tempo zero delle varie estinzioni di massa e come si vede l'attività delle Large Igneous Provinces è quasi sempre contemporanea agli eventi biotici.
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