Jarðfræðingurinn Tamsin Mather stígur síðasta skrefið upp öskuþaktar fjallshlíðar eldfjallsins og við henni blasir hrikalegur eldgígur.
Hún er stödd í þriggja km hæð yfir sjávarborði og horfir ofan í stærsta eldgíginn á eldfjallinu Etnu á Ítalíu en um er að ræða eitt virkasta eldfjall heims.
Aðeins tveimur árum áður hafði gífurlegt eldgos valdið því að ein fjallshlíð eldfjallsins skreið marga metra og Mather horfir óttaslegin niður í hyldýpi gígsins á meðan hún safnar saman viðkvæmum mælingatækjum sínum.
Sólin hverfur skyndilega og vísindakonan er samstundis hulin þykkri þoku af eldfjallagufu.
Lífsnauðsynlegt er fyrir jarðfræðinginn Tamsin Mather að setja upp gasgrímu þegar hún mælir eitruðustu gufur sem fyrirfinnast í eldfjöllum.
Tamsin svíður í húðina undan brennisteinsgufunni og hún hryllir sig. En hún er búin að fá því framgengt sem hún ætlaði sér. Útbúnaðurinn sogar í sig þokuna og jafnframt eina hættulegustu gufuna, sem sé kvikasilfur úr iðrum jarðar.
Mælingarnar leiða í ljós að árlega losna um 5,4 tonn af kvikasilfri úr Etnu í venjulegu árferði en það er rösklega tífalt meira en áður hafði verið álitið og að öllum líkindum nóg til að hafa áhrif á bæði plöntur og dýr umhverfis eldfjallið.
Verki jarðfræðingsins er þó engan veginn lokið. Rannsóknir hennar leiddu hana brátt í mjög svo fornan heim þar sem gríðarstór eldfjöll ekki einatt þöktu umhverfið kvikasilfri, heldur jafnframt alla jörðina. Eitrað víti sem eyðileggur erfðaefni plantna og dýra heimsins og sem hæglega gæti orðið að veruleika á nýjan leik.
LESTU EINNIG
Hraun þekur fjórar heimsálfur
Alls 2,4 milljónir rúmmetra af hrauni og 2,3 billjón tonn af brennisteini. Fyrir 201 miljón ára, undir lok tríastímabilsins, rifnaði Pangea, eina meginland jarðarinnar og afleiðingarnar birtust í tímabili sem einkenndist af einhverri þeirri hrikalegustu eldvirkni sem um getur í sögu jarðar.
Óheyrilegt magn af eldfjallagufu slapp út í andrúmsloftið og hraunið breiddi úr sér og í dag hylja leifar þess milljón ferkílómetra svæði sem skiptist á fjórar heimsálfur.
Ofurheimsálfa klofnaði eftir endilöngu
Á tríastímabilinu, fyrir 252-201 milljón árum, tilheyrðu öll meginlönd heims einni ofurheimsálfu sem við köllum Pangea. Undir lok tríastímabilsins byrjuðu Suður-Ameríka og Afríka að losna frá Norður-Ameríku. Ástæðan er sennilega sú að myndast hefur mikið misgengi milli væntanlegu meginlandanna, eitthvað líkt því sem við þekkjum úr Sigdalnum mikla í Austur-Afríku. Skorpan á Pangeu var þunn í dal þessum og sjóðheit kvikan í iðrum jarðar fyrir vikið nær yfirborðinu. Að lokum fann bergkvikan sér leið upp á yfirborðið með þeim afleiðingum að þarna varð mikil eldvirkni næstu 600.000 árin, í það minnsta.
Þegar hamförunum tók að linna mörg hundruð þúsund árum síðar höfðu um 75 prósent allra lífvera jarðar drepist. Meðal útdauðu tegundanna voru nokkrar tegundir krókódíla sem höfðu ráðið ríkjum á jörðu fimmtíu milljón árin á undan og þegar þeir hurfu af sjónarsviðinu skapaðist ráðrúm fyrir risaeðlurnar sem ríktu næstu 135 milljón ár.
Gríðarleg eldvirkni á tríastímabilinu vakti Tamsin til umhugsunar um hvort mikil kvikasilfurslosun hefði hugsanlega átt sér stað.
700 tonn kvikasilfurs er það magn sem eldfjöll nútímans losa árlega.
Árið 2017 söfnuðu hún og starfsfélagar hennar sýnum úr eldgömlum jarðlögum á sex ólíkum stöðum jarðar en nokkur þeirra voru tekin í mörg þúsund kílómetra fjarlægð frá eldfjöllum tríastímabilsins. Sýnin leiddu í ljós að allt yfirborð jarðar hafði verið þakið kvikasilfri fyrir 201 milljón ára.
Hefðu eldfjallagufurnar á þeim tíma falið í sér sama magn kvikasilfurs og Tamsin greindi í gufunni frá Etnu má gera ráð fyrir að jörðin hafi verið þakin allt að 40 milljón tonnum kvikasilfurs sem er hartnær 60.000 sinnum meira magn en árleg losun allra eldfjalla í dag.
Kvikasilfur olli stökkbreytingu í öllum plöntum
Rannsóknir Tamsin urðu kveikjan að því að hópur vísindamanna víðs vegar að, undir stjórn jarðfræðingsins Sofie Lindström, tók þá ákvörðun í fyrra að rannsaka hver áhrif þessi gríðarlega kvikasilfurslosun hefði haft á líf jarðar á tríastímabilinu.
Lindström og starfsfélagar hennar söfnuðu steingerðum burknagróum úr 201 milljón ára gömlum jarðlögum í Danmörku og Þýskalandi. Gróin fela í sér kynfrumur burknanna og lögun þeirra getur leitt í ljós hvort plönturnar hafi orðið fyrir eituráhrifum.
Í heilbrigðum plöntum má gera ráð fyrir að einungis þrjú til fimm prósent gróa hafi afmyndast en rannsókn Lindström leiddi í ljós að hlutfallið í steingerðu gróunum nam allt að 56 hundraðshlutum.
Hlutfall afmynduðu gróanna var í réttu hlutfalli við magn kvikasilfurs í jarðlögunum og vísindamennirnir gátu því dregið þá ályktun að kvikasilfrið sem eyðilagt getur erfðaefni, hafi haft afdrifarík áhrif á plönturnar.
Stór hluti af steingerðum burknagróum frá tríastímabilinu var stökkbreyttur (rautt) af völdum kvikasilfurs.
Ef marka má Sofie Lindström og starfsfélaga hennar eru burknar einkar viðnámsþolnir gagnvart eiturefnum og því má jafnvel gera ráð fyrir að aðrar jurtir hafi orðið fyrir meiri áhrifum.
Skaðleg áhrif kvikasilfurs á fullvaxta plöntur og kynfrumur þeirra voru sennilega til marks um að allt jurtalíf á jörðu hafi átt undir högg að sækja.
Við þetta bætist að koltvísýringur og brennisteinsdíoxíð af völdum eldgosa ollu hnatthlýnun og súru regni úr eldgosum en allt leiddi þetta samanlagt til hruns á vistkerfum tríastímabilsins.
Hamfarirnar endurtaka sig
Vísindamenn hafa til þessa einungis einblínt á áhrif kvikasilfursins á plönturnar á þessu tiltekna tímabili en vitað er að eiturefni þetta olli jafnframt gífurlegu tjóni hvað dýrin snerti.
Sú vitneskja á rætur að rekja til rannsókna á okkar tíma en maðurinn losar allt að 3.000 tonn kvikasilfurs árlega, aðallega vegna gullnámureksturs, kolabrennslu, svo og framleiðslu málma og sements.
Kvikasilfur safnast upp efst í fæðukeðjunni og efnið getur haft skaðleg áhrif á taugakerfið og hormónajafnvægi fullorðinna dýra, auk þess að orsaka fæðingargalla í afkvæmum þeirra. Hvað sumar fuglategundir áhrærir má fyrir vikið gera ráð fyrir að einungis helmingur unganna komist á legg.
Kvikasilfur breytir pörunar- og uppeldishegðun, dregur úr fjölda unga og dregur úr veiðiárangri fugla, eins og þessum norður-ameríska hvíta sigðnef.
Maðurinn sleppur heldur ekki. Umhverfisverndarstofnun Bandaríkjanna gerir því skóna að kvikasilfurslosun valdi því að allt að 75.000 börn fæðast með galla í taugakerfi ár hvert sem leiða muni til frekari vanda síðar í lífinu.
Dýralífið á tríastímabilinu varð jafnframt fyrir þessum eituráhrifum sem leiddi að lokum af sér fjöldaútdauða dýranna.
Í dag gera vísindamenn á borð við Tamsin Mather allt sem í þeirra valdi stendur til að koma í veg fyrir enn eitt kvikasilfursstórslysið. Tamsin átti stóran þátt í að svokallaður Minamata-samningur Sameinuðu þjóðanna hlaut samþykki árið 2013 en í honum felst að dregið skuli verulega úr kvikasilfurslosun á heimsvísu.
Þegar til lengri tíma er litið, þ.e. ef horft er til næstu milljóna ára, má þó gera ráð fyrir að nýtt tríastímabil geti runnið upp.
Ef marka má rannsóknir er ekki langt í að Asía klofni í sundur, frá Pakistan í suðri með stefnu í norðausturátt, til Síberíu í norðri. Ef þetta gerist verður jörðin enn á ný fórnarlamb eldfjallavítis sem grafa mun allt líf í kvikasilfri.
