Vind je 1,5 graden opwarming al schokkend, wees dan maar blij dat je niet aan het eind van het Perm leefde. Zo’n 252 miljoen jaar geleden vond er een enorme massa-extinctie plaats, die gepaard ging met een temperatuurstijging van maar liefst 10 graden.
In die periode waren er grote vulkaanuitbarstingen waardoor 100.000 miljard ton CO2 in de atmosfeer terechtkwam. Je kunt je voorstellen dat daardoor het klimaat op aarde inclusief de koolstofcyclus flink instabiel werd. Het leidde tot een gigantische opwarming, zuurstofloze oceanen en uiteindelijk het massaal uitsterven van vrijwel alle diersoorten. Veel planten wisten de ramp echter te overleven en lieten fossielen achter waar wetenschappers dankbaar gebruik van hebben gemaakt. Het leidde tot de conclusie dat de aarde destijds 10 graden warmer moet zijn geweest.
10 graden warmer
“Gefossiliseerde sporen en pollen van planten uit het vroege Trias tonen aan dat er geen dramatisch verlies aan biodiversiteit plaatsvond op dat gebied, maar zowel zee- als landdieren kregen te maken met de ernstigste massa-extinctie in de geschiedenis van de aarde”, vertelt dr. Maura Brunetti van de University of Geneva. “Het leven op aarde moest zich daarna enkele miljoenen jaren lang aanpassen aan het veranderde klimaat.”
Brunetti vervolgt: “Onze studie legt een verband tussen macrofossielen van landplanten en simulaties die mogelijke klimaten beschrijven van het late Perm tot het vroege Trias. We laten zien dat een verschuiving van een koud klimaat naar een klimaat met een gemiddelde oppervlaktetemperatuur die ongeveer 10 graden hoger ligt, consistent is met veranderingen bij planten.”
Vijf stadia
De wetenschappers bestudeerden vijf stadia voor en na de Perm-Trias-overgang en combineerden een kaart van de aarde in die tijd met gegevens over plantenfossielen. Ze deelden plantengeslachten in, in zes grote biomen om in te schatten hoe het lokale klimaat eruitzag op basis van de planten die daar werden gevonden.
Biomen
Met biomen wordt gedoeld op de zes grote vegetatiezones op aarde waar het klimaat en de overheersende vegetatie en dieren, vergelijkbaar zijn. Dit zijn tropische bossen, loofbossen, naaldbossen, graslanden, woestijnen en toendra’s. Er zijn nog verdere onderverdelingen, zoals het tropisch regenwoud dat onder het tropisch bos valt. Deze biomen variëren van heet en vochtig tot koel en gematigd. Hoe meer CO2 er aanwezig is, hoe warmer en natter de biomen zijn.
De wetenschappers gebruikten vervolgens statistische analyse om de overeenkomst in te schatten tussen de bestaande plantenfossielen en simulaties van de biomen die zouden hebben gefloreerd bij verschillende temperaturen en CO2-niveaus. Ze ontdekten dat de biomen drastisch veranderden tijdens de overgang van het Perm naar het Trias, toen de Aarde hard opwarmde.
Kantelpunten
De vroegste perioden, in het Perm, waren koud. De eerste periode van het Trias had een verstoord klimaat dat de wetenschappers niet konden identificeren. Het latere Trias was echter duidelijk veel heter. De daaropvolgende perioden stabiliseerden zich bij temperaturen die 10 graden hoger waren dan voorheen. “Deze overgang van een kouder naar een warmer klimaat wordt gekenmerkt door een stijging van ongeveer 10 graden van de gemiddelde mondiale oppervlaktetemperatuur en een intensivering van de watercyclus”, aldus Brunetti. “Tropische natte en zomernatte biomen ontstonden in de tropen en vervingen overwegend woestijnachtige landschappen. Ondertussen verschoof het koudere gematigde bioom naar de poolgebieden, wat leidde tot het volledig verdwijnen van toendra-ecosystemen.”
“De verschuiving van de vegetatie kan worden gekoppeld aan kantelmechanismen van het klimaat. Daaruit kunnen we een raamwerk afleiden voor het begrijpen van de overgang van het Perm naar het Trias”, voegt Brunetti toe. “Dit raamwerk kan worden gebruikt om ook in de huidige tijd waarin het CO2-gehalte sterk toeneemt, het klimaatsysteem beter te begrijpen. Als deze toename in hetzelfde tempo doorgaat, bereiken we het emissieniveau dat de Perm-Trias-massa-extinctie veroorzaakte in ongeveer 2700 jaar – een veel snellere tijdschaal dan destijds.”
De Perm-Trias-massa-extinctie
De Perm-Trias-massa-extinctie, ongeveer 252 miljoen jaar geleden, was de grootste uitstervingsgolf in de geschiedenis van de aarde. Tijdens deze ramp verdween 95 procent van de zeedieren en 70 procent van de gewervelde landdieren. Zelfs insecten, die meestal minder gevoelig zijn voor massa-extincties, werden zwaar getroffen: ongeveer een derde van alle soorten verdween.
Onderzoekers denken dat deze uitsterving zich in geologisch korte tijd voltrok, binnen ongeveer 1 miljoen jaar. Eerder werd aangenomen dat het een langer proces was, deels door een eerdere kleinere uitstervingsgolf, 9 miljoen jaar daarvoor. Inmiddels is duidelijk dat die gebeurtenis losstond van de Perm-Trias-massa-extinctie.
De meest aannemelijke oorzaak voor de extinctie is de intense vulkanische activiteit in Siberië. Dit veroorzaakte klimaatveranderingen en giftige gassen in de atmosfeer. De gevolgen waren ongekend: de aarde had miljoenen jaren nodig om zich te herstellen.
