Dat blijkt uit een analyse van de resten van vissen die binnen een uur na de inslag het loodje legden.

Zo’n 66 miljoen jaar geleden klapte een flinke ruimtesteen op de aarde. Door de inslag en de gevolgen daarvan stierven talloze soorten uit, waarvan de dinosaurussen zonder enige twijfel de beroemdste voorbeelden zijn. Dankzij intensief onderzoek in zowel de krater als op andere plaatsen op aarde – die bijvoorbeeld middels fossiele slachtoffers nog altijd van de inslag getuigen – hebben we inmiddels een vrij goed beeld gekregen van de inslag en de gevolgen daarvan. Maar er zijn ook nog veel losse eindjes. Zo was bijvoorbeeld lang onduidelijk in welk seizoen de planetoïde-inslag plaatsvond. Een nieuw onderzoek schept meer duidelijkheid en onthult dat het in de lente moet zijn geweest.

Vissen
De onderzoekers trekken die conclusie nadat ze de resten van vissen bestudeerden die in de zogenoemde Tanis-afzetting in North Dakota zijn teruggevonden. De vissen stierven tussen 15 en 30 minuten nadat de planetoïde insloeg en zijn directe slachtoffers van de inslag. “Sommige van hun botten groeiden vergelijkbaar met bomen en voegden elk jaar, aan de buitenzijde, een nieuwe laag toe,” legt onderzoeker Melanie During uit. Die ‘jaarringen’ volgen een jaarlijks terugkerend patroon, gekenmerkt door perioden waarin de botten van de vissen afwisselend relatief hard uitdijen (in de zomer) en relatief traag uitdijen (in de winter). “We wisten dan ook dat we hun botten konden gebruiken om de seizoensinvloeden van het Krijt te reconstrueren, inclusief het seizoen van de inslag zelf.” En de jaarringen schetsen een helder beeld: de vissen stierven in de lente.

Botcellen
De onderzoekers keken in hun studie tevens naar de individuele botcellen van deze vissen Bekend was reeds dat de dichtheid, vorm en omvang daarvan door de seizoenen heen verschilt. “In alle bestudeerde vissen konden we de dichtheid en het volume van de botcellen door de jaren heen vaststellen,” aldus onderzoeker Dennis Voeten. “En we zagen al snel dat deze vissen op deze manier seizoensinvloeden registreerden en allemaal in hetzelfde seizoen stierven,” stelt During. Namelijk in de lente. “We zagen dat de dichtheid en volumes van de botcellen gedurende het jaar waarin deze vissen stierven wel al toenamen, maar nog geen piek hadden bereikt en dat suggereert dat de groei van deze vissen in de lente abrupt werd afgebroken,” aldus Voeten.

Isotopen
De conclusie dat de vissen in de lente stierven, wordt verder onderschreven door isotopenonderzoek. Isotopen zijn atomen van hetzelfde chemische element met hetzelfde aantal protonen, maar een verschillend aantal neutronen in de atoomkern. In dit onderzoek richtten wetenschappers zich op twee isotopen van koolstof: C13 en C12. De verhouding daartussen
wordt beïnvloed door wat de vissen eten en wordt eveneens in het groeiende skelet geregistreerd. De botten onthullen dat die verhouding tussen C13 en C12 niet stabiel is, maar door het jaar heen fluctueert. Dat komt doordat het dieet van de vissen onder invloed van de seizoenen verandert. Zo is er in de zomer veel meer zoöplankton – het favoriete maaltje van deze vissen – voorhanden dan in de winter. En dat zien we terug in de botten. “Die tijdelijke toename in de consumptie van zoöplankton verrijkt het skelet van de vissen met de zwaardere koolstofisotoop C13,” aldus onderzoeker Suzan Verdegaal-Warmerdam. Maar een analyse van de botten wijst uit dat het koolstofisotoop kort voor de vissen de dood vonden die zomerse piek nog niet hadden bereikt. “Het voedingsseizoen had nog niet gepiekt: de dood kwam in de lente.”

Hier zie je de fossiele resten van een vis die in de Tanis-afzetting zijn teruggevonden. In de kieuwen van de onfortuinlijke vissen zijn stukjes puin aangetroffen – ook wel tektieten genoemd – die door de inslag zijn ontstaan. “Gesmolten aards gesteente dat door de gewelddadige inslag de ruimte in werd geslingerd, begon al te regenen als een hagel van glas en steen,” legt During uit. “Deze bolletjes, tektieten genoemd, die in de ruimte kristalliseerden, hebben een kenmerkende ronde vorm en bevatten vaak de lichtste elementen in het midden – iets dat niet zou kunnen gebeuren op aarde, waar de zwaartekracht de lichtste elementen naar de top zou leiden. De hagel van tektieten sloeg in het water en begon de kieuwen van de vissen te verstoppen.” Tegelijkertijd werden de vissen door een haling of seiche met geweld bij elkaar gebracht en levend begraven door sedimenten. “Een seiche ontstaat in begrensde wateren, die worden opgeschrikt door continentale schokgolven. De schokgolf beweegt zeer snel door de aardkorst en veroorzaakt enorme golven in de bovenliggende wateren (meren, rivieren); zeer vergelijkbaar met een zwembad tijdens een aardbeving.” Ontsnappen was voor deze vissen onmogelijk. “Elk levend wezen in Tanis op die dag zag niets aankomen en werd bijna onmiddellijk gedood.” Afbeelding: Melanie During.

Beter begrip
En zo zijn er dus meerdere aanwijzingen dat het voor deze vissen – en tal van andere dieren – faliekant misging in de lente. Het is een waardevolle toevoeging aan wat we al over de inslag wisten, zo stelt During. Want door tot op het seizoen nauwkeurig vast te stellen wanneer de inslag plaatsvond, kunnen we de massa-extinctie die op de inslag volgde, werkelijk gaan begrijpen. Want dat er veel soorten waren die ten onder gingen, is algemeen bekend. Maar er waren ook veel soorten die zich wel wisten te redden en sommige ervan vertonen nogal wat overeenkomsten met de soorten die uitstierven. Het roept de vraag op waarom de ene soort wel en de andere niet verdween. “Het uitsterven is op meerdere manieren selectief, zowel in de groepen die uitsterven (de niet-vliegende dinosauriërs en pterosauriërs wel, maar de vogels en zoogdieren niet), als per halfrond,” stelt During. Door vast te stellen in welk seizoen de inslag plaatsvond, kunnen we dat beter gaan begrijpen. “Aangezien de lente op het noordelijk halfrond samenvalt met de herfst op het zuidelijk halfrond, waren de omstandigheden op het moment dat de planetoïde insloeg op beide halfronden heel anders. Voor veel organismen is de lente het belangrijkste seizoen voor groei en voortplanting na de strengere wintermaanden. Op het zuidelijk halfrond waren veel organismen zich juist aan het voorbereiden op de winter: planten lieten hun bladeren vallen en veel dieren zochten beschutting voor een winterslaap. Het seizoen van de inslag zal waarschijnlijk dan ook een diepgaand effect hebben gehad op de selectiviteit van de massa-extinctie,” denkt During. Dat wordt verder onderschreven die vondsten die suggereren dat organismen op het zuidelijk halfrond de klap veel sneller te boven kwamen dan op het noordelijk halfrond. “De herstelfase op het zuidelijk halfrond lijkt niet eens half zo lang te duren als die van het noordelijk halfrond, iets waar het seizoen van de inslag mogelijk aan heeft bijgedragen.”

Andere studie
Het onderzoek is in lijn met een studie die in december verscheen en – eveneens op basis van vondsten in de Tanis-afzetting – concludeert dat de inslag in de lente plaatsvond. Hoewel dit onderzoek eerder is gepubliceerd, is het volgens During later uitgevoerd. “Ons werk is het voorafgaande werk en berust in geen enkel opzicht op de gegevens of conclusies van DePalma et al (het onderzoeksteam dat in december concludeerde dat de planetoïde in de lente toesloeg, red.).” Hoewel de belangrijkste conclusie van beide studies overeenkomt, zijn er overigens ook enkele verschillen. “Ten eerste was onze publicatie in staat om een hogere seizoensresolutie te bereiken door middel van geavanceerde visualisatietechnieken die de microstructuur van visbotten in 3D kunnen weergeven. Dit stelde ons in staat om onafhankelijke indicatoren voor groei te extraheren, bijvoorbeeld door fluctuerende botceldistributies en -groottes, en de catastrofale planetoïde-inslag te beperken tot één seizoen: de lente. Ten tweede levert de huidige publicatie alle primaire gegevens die nodig zijn om het onderliggende onderzoek te doorgronden en in toekomstige studies uit te breiden. We bieden onze complete set isotopenmetingen aan en zelfs de scangegevens (met hoge resolutie) van de onderzochte visfossielen worden voor iedereen beschikbaar gesteld om te verkennen in elke gewenste onderzoekstoepassing. Ten derde hebben we een aantal concrete richtingen geïdentificeerd om in toekomstig onderzoek naar de selectiviteit van de massa-extinctie aan het eind van het Krijt te doen, met de bedoeling waardevolle aanknopingspunten te bieden voor vervolgstudies naar het onderwerp.”

Nu helder is dat de inslag in de lente plaatsvond, hopen de onderzoekers in de toekomst meer grip te krijgen op het selectieve karakter van de massa-extinctie. “Onze resultaten zullen helpen om te onthullen waarom de meeste dinosaurussen uitstierven, terwijl vogels en vroege zoogdieren dat niet deden,” stelt During. En wie weet, lukt het onderzoekers in de toekomst ook nog wel om het moment van inslag nóg nauwkeuriger te bepalen. “Met de fossielen gevonden in Tanis hebben we momenteel de hoogste resolutie bereikt,” vertelt During. “Maar als we er bijvoorbeeld in slagen schelpen (die direct door de inslag zijn gestorven) te vinden in dergelijke afzettingen, kunnen we mogelijk een dagelijkse resolutie krijgen.” In dat scenario zou het heel misschien zelfs lukken om vast te stellen of de inslag in de ochtend, middag of avond plaatsvond.