Zo’n 252 miljoen jaar geleden vond de grootste massa-extinctie ooit op aarde plaats. Hoe het leven in de oceanen verdween, wisten wetenschappers al, maar wat er op land gebeurde, was tot nu toe een mysterie. Uit een nieuwe studie blijkt dat El Niño de grote boosdoener is.
De zogenoemde Perm-Trias-massa-extinctie, waarna de dinosaurussen opkwamen, vond plaats tijdens de overgang van het Perm naar het Triastijdperk. 95 procent van alle zeeleven en 70 procent van alle soorten op land stierven uit. Het is bovendien de enige keer dat ook veel insecten verdwenen. Oorzaak zouden onder andere enorme vulkaanuitbarstingen in het huidige Siberië zijn geweest. Het leidde tot de instorting van de ecosystemen in zee. Maar waarom het leven op land zo hard werd getroffen dat zelfs extreem veerkrachtige planten en insecten uitstierven bleef onduidelijk.
Extreme weersomstandigheden
Hoofdonderzoeker Alexander Farnsworth van de University of Bristol legt uit: “Klimaatopwarming alleen kan zo’n verwoestende uitsterving niet veroorzaken. Zoals we nu zien, migreren soorten naar koelere, hogere breedtegraden wanneer de tropen te heet worden. Ons onderzoek heeft aangetoond dat een grotere hoeveelheid broeikasgassen niet alleen het grootste deel van de planeet opwarmt, maar ook het weer en het klimaat onvoorspelbaarder en wilder maakt, waardoor het moeilijk wordt om te overleven.”
De Perm-Trias-extinctie laat dus zien dat het probleem van de opwarming van de aarde niet alleen bestaat uit extreme hitte, maar ook leidt tot grillige weersomstandigheden die decennia kunnen duren. “De meeste levensvormen konden zich niet aanpassen aan deze omstandigheden, maar gelukkig overleefden een paar soorten, zonder wie wij hier vandaag niet zouden zijn. Het was bijna, maar niet helemaal, het einde van het leven op aarde”, vertelt medeonderzoeker professor Yadong Sun van de China University of Geosciences in Wuhan.
De vernietigende kracht van El Niño
Maar hoe kon het leven zo snel verdwijnen? Daar komt El Niño om de hoek kijken. Dr. Farnsworth, die gebruikmaakte van baanbrekende klimaatmodellen, verklaart: “In feite werd het overal te heet. De klimaatpatronen veranderden veel diepgaander, omdat er veel intensere en langdurige El Niño’s waren dan we tegenwoordig meemaken. Soorten waren simpelweg niet uitgerust om zich snel genoeg aan te passen of te evolueren.”
Ook nu vindt er een super-El Niño plaats. De warme golfstroom in de Stille Oceaan leidde al tot grote veranderingen in neerslagpatronen en hogere temperaturen. De hittegolf van juni in Noord-Amerika, waarbij de temperaturen zo’n 15 graden hoger waren dan normaal, was bijvoorbeeld het gevolg van El Niño. Ook was 2023-2024 wereldwijd een van de heetste jaren ooit. Dit werd verergerd door een hoge CO2-uitstoot.
“Gelukkig duren zulke gebeurtenissen momenteel maar een tot twee jaar. Tijdens de Perm-Trias-crisis hield El Niño veel langer aan, wat leidde tot een decennium van droogte, gevolgd door jaren van overstromingen. Het klimaat was compleet onvoorspelbaar, wat het voor elke soort moeilijk maakte om te overleven”, aldus Paul Wignall, professor aan de University of Leeds.
Waarom zo lang?
Waarom duurde El Niño zoveel langer tijdens de Perm-Trias-crisis dan nu? “Naarmate de wereld warmer wordt, neemt ook de hoeveelheid warmte toe die wordt vastgehouden in de bovenste lagen van de oceaan, in dit geval de Panthalassa, de oceaan die Pangea omringde. Vergeleken met de huidige Stille Oceaan is Panthalassa veel groter, waardoor er meer warmte kan worden opgeslagen. Deze extra warmte hielp El Niño om sterker te worden en in stand te blijven, omdat het langer duurde om de toegenomen warmte kwijt te raken. El Niño kan normaal worden tegengegaan door koeler water dat uit de diepte van de oceaan omhoog komt. Maar bij warmere oceanen is dit koelingsmechanisme minder effectief, waardoor El Niño langer kon doorgaan”, legt Farnsworth uit aan Scientias.nl.
“Daarnaast verzwakken de passaatwinden tijdens warmere periodes doordat het temperatuurverschil tussen de polen en de evenaar kleiner wordt. Deze passaatwinden zijn cruciaal, omdat ze van oost naar west waaien over de oceaan. Als ze sterk zijn, hopen ze warm water op in het westen van het oceaanbekken. Als ze echter verzwakken, kan dit warme water zich oostwaarts verspreiden naar het centrale en oostelijke deel. In een warmere wereld houdt de afzwakking van deze winden langer aan.”
Oncontroleerbare, neerwaartse spiraal
De resultaten van het klimaatmodel helpen ook de grote hoeveelheden houtskool die in gesteentelagen uit die tijd zijn gevonden, te verklaren. “Bosbranden kwamen heel vaak voor in een klimaat dat gevoelig was voor droogte. De aarde raakte in een crisis waarin het land in brand stond en de oceanen opwarmden. Er was geen plaats om te schuilen”, voegt professor David Bond, paleontoloog aan de Universiteit van Hull, toe.
Farnsworth vult aan: “Onze nieuwe hypothese suggereert een bijna oncontroleerbare neerwaartse spiraal. Door aanhoudende vulkanische activiteit leidde opwarming van de aarde tot sterkere El Niño’s. Dit destabiliseerde de koolstofcyclus op het land. Dit blijkt uit het verdwijnen van steenkoolvorming voor meer dan 10 miljoen jaar. Dit wijst namelijk op het verlies van plantenbiomassa in moerassige gebieden. Zonder veenophoping bleef meer CO2 langer in de atmosfeer. Dat zorgde voor verdere opwarming en instabiliteit van de koolstofcyclus. Hierdoor bleef er nog meer CO2 in de atmosfeer, wat de opwarming versterkte.”
“Deze opwarming leidde eerst tot uitsterving op het land door extreme weersomstandigheden en klimaatverandering. Pas later, na tienduizenden jaren, toen de oceanen voldoende waren opgewarmd, begon de uitsterving in zee. Dit destabiliseerde de koolstofcyclus van de oceaan, waardoor er nog meer CO2 in de atmosfeer terechtkwam en de opwarming verder toenam”, klinkt het.
Het raadsel van de vroege uitsterving op land
Er zijn in de geschiedenis van de aarde vele grote vulkaanuitbarstingen geweest, vergelijkbaar met die in Siberië, maar die leidden niet tot zó’n massale uitsterving als tijdens de overgang van het Perm naar het Trias. Het verschil komt dus door deze grote, lange El Niño’s, die voor extreme hitte zorgde in de tropen waardoor veel vegetatie afstierf. Planten zijn essentieel voor het verwijderen van CO2 uit de atmosfeer en vormen de basis van de voedselketen. Als die doodgaan, verdwijnt een van de mechanismen van de aarde om CO2 uit de atmosfeer te halen, vooral tijdens aanhoudende vulkanische activiteit.
Dit verklaart ook waarom de uitsterving op land tienduizenden jaren eerder plaatsvond dan die in de oceanen. “Terwijl de oceanen aanvankelijk minder last hadden van de temperatuurstijgingen, zorgden de mega-El Niño’s ervoor dat de temperaturen op het land de thermische tolerantie van de meeste soorten overschreden, en dat in een snelheid waardoor ze zich niet konden aanpassen,” legt Dr. Sun uit. “Alleen soorten die snel konden migreren, overleefden, en er waren niet veel planten of dieren die dat konden.”
Impact van El Niño
Wat betekenen deze bevindingen voor de huidige tijd, waarin de aarde ook weer snel opwarmt? “Het einde van het Perm was een heel andere wereld dan nu. De CO2-niveaus waren veel hoger, alle continenten vormden een supercontinent, en er waren geen grote ijskappen zoals op Antarctica en Groenland. Toch hebben El Niño’s ook vandaag de dag een grote impact op ecosystemen en leiden ze tot weersextremen. Hoeveel meer variabel en intenser El Niño in de toekomst wordt, is echter nog onderwerp van discussie”, vertelt Farnsworth.
“De recente El Niño leidde tot recordtemperaturen wereldwijd, bosbranden, droogtes en overstromingen. Er zijn tekenen dat zelfs delen van de Amazone, een belangrijke koolstofput, te maken kregen met verlies van vegetatie. Gelukkig was deze El Niño niet lang genoeg om blijvende schade aan te richten, maar langere El Niño’s zouden verwoestend kunnen zijn”, aldus onderzoeker David Bond tegen Scientias.
“Hoewel we waarschijnlijk niet op weg zijn naar een ramp zoals aan het einde van het Perm, laat dit onderzoek zien wat er kan gebeuren als kantelpunten worden bereikt. Zeker met alle landmassa in één supercontinent was de aarde destijds kwetsbaarder voor een hoge CO2-uitstoot, zoals na de Siberische vulkaanuitbarstingen. De aarde heeft ook een enorme veerkracht ontwikkeld, maar dat betekent niet dat er geen grote veranderingen kunnen plaatsvinden”, klinkt het waarschuwend.
