Het is een van de raadselachtigste massa-extincties die de Aarde heeft gekend: hoe konden die grote en machtige dinosaurussen 66 miljoen jaar geleden in één klap worden weggevaagd? En niet alleen de dino’s, driekwart van het leven op Aarde verdween. Was het een meteorietinslag of toch een vulkaanuitbarsting, die op dramatische wijze een einde maakte aan het Krijt?
Onderzoekers besloten zich er eens niet zelf mee te bemoeien, maar een computer het werk te laten opknappen. En dat leidde tot een verrassende uitkomst: niet de asteroïde, maar de uitbarsting van de Deccan Traps zou het leven op Aarde fataal zijn geworden. Rond de overgang van het Krijt naar het Tertiair barstte het westen van India open over een oppervlakte van 500.000 vierkante kilometer. De vulkaanuitbarstingen hielden een miljoen jaar aan, waardoor er enorme hoeveelheden CO2 in de lucht belandden en de Aarde snel opwarmde. Het gebied van de Deccan Traps bestaat uit een laag van 2 kilometer dikke gestolde basalten.
Vulkaan versus meteoriet
Volgens de laatste theorie vormden deze vulkaanuitbarstingen de voorzet, waarna de meteoriet de genadeklap was. Het puin en stof in de lucht na de inslag blokkeerde het zonlicht waardoor het zo’n tien jaar lang koud en donker werd op Aarde, wat tot de uitsterving van een groot aantal soorten kan hebben geleid. Maar zeker weten doen we het niet.
Dus misschien kan een computermodel uitsluitsel bieden. “In plaats van te zeggen: ‘laten we de vulkanen de schuld geven en uitleggen waarom’ of ‘laten we de asteroïde de schuld geven en uitleggen waarom’, was het doel om zo min mogelijk menselijke input of vooroordelen te hebben”, zegt rekenkundig geoloog Alexander Cox van het Amerikaanse Dartmouth College.
Boringen in de diepzee
Het idee was om bij het bewijs te beginnen, want dat is er: bij boringen in diepzeesedimenten zijn geologische resten gevonden die wijzen op dodelijke hoeveelheden gas in de atmosfeer en in de oceanen, met name CO2 en zwaveldioxide. Maar die gassen kunnen net zo goed afkomstig zijn van de vulkaanuitbarstingen als van de meteorietinslag, aangezien daardoor rotsen zijn verbrand op het oppervlak van de Aarde, redeneren de onderzoekers.
Speciaal wiskundig model
Om te ontrafelen hoe groot de bijdrage was van beide rampen, hebben ze een specifiek statistisch model gebruikt: de Markov-keten Monte Carlo-methode (voor de liefhebbers). Deze methode berekent systematisch de kans op verschillende emissiescenario’s van de diverse bronnen. De oplossing ontstaat, doordat de resultaten van de simulaties steeds dichterbij de geologische observaties komen. Wat de bevindingen extra sterk maakt, is dat de onderzoekers maar liefst 128 verschillende processors parallel simulaties lieten draaien. “Alle processoren vergeleken daarna hoe ze het deden aan het eind van elke simulatie, zoals klasgenoten hun antwoorden vergelijken”, aldus Cox. Zo konden berekeningen die normaal wel een jaar duren in een paar dagen worden uitgevoerd.
Foraminiferen
De gegevens waren afkomstig uit drie kernen die gedrild zijn in diepzeesedimenten, allemaal daterend van 67 tot 65 miljoen jaar geleden. In die sedimenten zijn foraminiferen gevonden, micro-organismen waarvan de schaal verschillende isotopen van koolstof en zuurstof bevat. Dit kun je zien als een afspiegeling van de chemische samenstelling van de oceaan in die periode. Daarom kun je het gebruiken als een proxy om bijvoorbeeld de temperatuur in die tijd af te leiden of hoeveel diertjes er in de oceanen leefden en hoeveel koolstof er heen en weer ging tussen de atmosfeer, de oceaan en het land.
En de computersimulaties leverden iets interessants op: de hoeveelheid gas die in de atmosfeer werd gespuwd door de vulkanen was genoeg voor de temperatuurverandering en koolstofcyclus, zoals die is af te leiden uit de foraminiferen in de drilkernen. En de asteroïde, die de enorme Chicxulub-krater vormde in wat nu Mexico is, produceerde waarschijnlijk niet zo’n enorme piek in koolstof- of zwaveldioxide als gedacht, blijkt verder uit de analyse.
Niet overtuigd
Maar veel wetenschappers zijn nog niet helemaal overtuigd dat deze computerberekening nu voor eens en voor altijd het antwoord is op een vraag die onderzoekers al decennia bezighoudt. “Het is een elegante manier om dit probleem op te lossen”, reageert geochemicus Sierra Petersen van de University of Michigan. “Een model op deze manier gebruiken, geeft de vrijheid om tot een consensus te komen, waarbij rekening is gehouden met vele data. Maar, zoals met elk model, hangt de output af van de input.” Volgens Petersen zijn foraminiferen niet de ideale proxy om vroegere temperaturen uit af te leiden. De zuurstofisotopenratio’s kunnen niet alleen door temperatuur veranderen maar ook door de samenstelling van het zeewater. Verschillende temperatuur-proxy’s leiden waarschijnlijk tot verschillende patronen van vrijkomend gas, zoals die worden gereproduceerd door de modellen, legt Petersen verder uit.
Ook heeft ze kritiek op de conclusie uit de studie. “Het is nogal een stap om te stellen dat deze studie aantoont dat de meteorietinslag de extinctie niet heeft veroorzaakt. Ik denk dat enkel wordt aangetoond dat er bij de inslag niet zoveel gas vrijkwam.” Maar de asteroïde kan nog steeds op een andere manier een dodelijke impact hebben gehad. Zo kwamen er grote wolken van roet en stof in de lucht. Eerder onderzoek stelde dat daardoor het zonlicht dat de Aarde bereikte mogelijk met wel 20 procent afnam, waardoor het steenkoud werd en vele dieren en planten stierven.
Toch een stapje dichterbij
Hoewel deze studie dus een interessante toevoeging is in het debat over het einde van het dinotijdperk biedt hij wederom geen uitsluitsel in de discussie ‘vulkaanuitbarsting versus meteorietinslag’, maar misschien is het wel weer een puntje erbij voor de vulkaantheorie.
