Het begon allemaal met een flinke stijging van de concentratie CO2…
Het leven op aarde heeft een lange, maar ook uiterst turbulente geschiedenis. Meer dan eens stierven talloze soorten uit en kromp de reeds sterk ontwikkelde biodiversiteit opnieuw tot een minimum, waarbij de loop van de evolutie telkens veranderde. De grootste massa-extinctie ooit vond ongeveer 252 miljoen jaar geleden plaats. En nu krijgen we dankzij een nieuwe studie voor het eerst een uniek inkijkje in de belangrijkste gebeurtenissen die hebben geleid tot deze mega-catastrofe.
Vulkaanuitbarstingen
De grootste massa-extinctie aller tijden markeerde het einde van het Perm-tijdperk en luidde het begin van het Trias in. Talloze dieren werden onverhoeds van de planeet weggevaagd: ongeveer driekwart van al het landleven en zo’n 95 procent van het leven in de oceaan verdween binnen slechts enkele duizenden jaren. Tot nu toe werden altijd gigantische vulkaanuitbarstingen in het huidige Siberië als schuldige aangewezen. Grote hoeveelheden methaan zouden uit de zeebodem de atmosfeer in zijn gepompt en voor onleefbare situaties hebben gezorgd. De exacte oorzaak en volgorde van de gebeurtenissen die tot de massale uitsterving hebben geleid, bleven echter zeer controversieel.
Schelpen
Een team van onderzoekers heeft daar nu voor het eerst verandering in gebracht. In een nieuwe studie zijn ze in staat geweest om de hele cascade van gebeurtenissen nauwgezet te reconstrueren. Hiervoor gebruikten ze de schelpen van gefossiliseerde armpotigen. “Dit zijn mossel-achtige diertjes die al meer dan 500 miljoen jaar op aarde voorkomen,” legt onderzoeker Hana Jurikova uit. “We hebben voor onze analyses goed bewaard gebleven fossiele armpotigen gevonden in de Nieuw-Zeelandse Alpen gebruikt. Deze schelpen zijn 252 miljoen jaar geleden afgezet op de bodem van ondiepe gedeeltes van de Tethysoceaan en hebben de omgevingscondities kort voor, en aan het begin van, de massa-extinctie goed vastgelegd.”
Borium
De onderzoekers concentreerden zich met name op verschillende isotopen van het element borium in de kalkhoudende schelpen. Hierdoor slaagde het team erin om de veranderingen van de pH-waarden in de 252 miljoen jaar oude oceaan te bepalen. Omdat de pH-waarde van zeewater nauw verbonden is met de CO2-concentratie in de atmosfeer, konden de onderzoekers tevens de veranderingen in de atmosferische CO2 aan het begin van de massa-extinctie in kaart brengen. Vervolgens gebruikten ze een innovatief model om de impact van CO2 op het milieu te bestuderen.
Tijdlijn
De bevindingen tonen aan dat vulkaanuitbarstingen vanuit de toen nog actieve vulkanische vlakte die de Siberische Trappen wordt genoemd, enorme hoeveelheden CO2 naar de atmosfeer transporteerde. Deze grote CO2-uitstoot duurde enkele millennia en leidde tot een sterk broeikaseffect, met extreme opwarming en verzuring van de oceaan tot gevolg. Dramatische veranderingen in chemische verwering op het land veranderden de productiviteit en de kringloop van voedingsstoffen in de oceaan, waardoor uiteindelijk al de zuurstof uit de zeeën verdween. En dit werd tal van dier- en plantensoorten fataal. “We hebben te maken met een trapsgewijze tragedie waarbij de stijging van CO2 in de atmosfeer een reeks gebeurtenissen in gang zette die vervolgens bijna al het leven in de zeeën uitroeide,” aldus Jurikova. “Deze domino-achtige ineenstorting van onderling verbonden cycli en processen leidde uiteindelijk tot de waargenomen immense massa-extinctie op de grens tussen het Perm en het Trias.”
Toekomst
Het onderzoek trekt ook sombere lessen voor onze toekomst. Want ook op dit moment zijn de CO2-concentraties in onze atmosfeer bijzonder hoog en verzuurt de oceaan in rap tempo. “De uitstoot van de vulkaanuitbarstingen uit die tijd is niet direct vergelijkbaar met antropogene koolstofemissies,” zegt Jurikova. “En in feite zijn alle moderne fossiele brandstofreserves niet in staat om gedurende honderden jaren evenveel CO2 in de atmosfeer te pompen als 252 miljoen jaar geleden. Het is echter wel verbazingwekkend dat de CO2-uitstoot van de mensheid momenteel veertien keer hoger is dan de jaarlijkse uitstoot op het moment van de grootste biologische catastrofe in de geschiedenis van de aarde.”
Hoewel de meteoriet-inslag van 66 miljoen jaar geleden die tevens het einde van het dino-tijdperk markeerde tot nu toe als bekendste massa-extinctie werd gezien, krijgen we nu dankzij de nieuwe studie ook meer inzicht in eerdere noodlottige en wereldwijde catastrofes. En zo lossen onderzoekers steeds meer mysteries uit de geschiedenis van de aarde op.
