Ooit was de hele aarde bedekt met ijs. We spreken dan ook wel van de sneeuwbalaarde, maar daarover is nog veel onbekend. Daarom is de rotsformatie die zich uitstrekt van Ierland tot Schotland zo interessant: die vormt mogelijk de beste bevestiging tot nu toe van de barre kou honderden miljoenen jaren geleden.
De onderzoekers van University College London (UCL) ontdekten dat de Port Askaig-formatie, bestaande uit een laag rotsen tot ruim 1 km dik, waarschijnlijk is ontstaan tussen de 662 en 720 miljoen jaar geleden tijdens de eerste van twee wereldwijde ijstijden die vermoedelijk de ontwikkeling van complex, meercellig leven heeft gestimuleerd.
Unieke overgang
Een blootliggend stuk van het gesteente, gevonden op de Schotse Garvellachs-eilanden, is uniek omdat het de overgang naar de sneeuwbalaarde laat zien vanuit een eerdere warme, tropische periode. Andere rotsen die rond dezelfde tijd zijn gevormd, bijvoorbeeld in Noord-Amerika en Namibië, tonen die overgang niet.
Hoofdonderzoeker professor Graham Shields van UCL vertelt: “In deze rotsen is terug te zien dat de aarde ooit volledig bedekt was met ijs. Al het complexe, meercellige leven, zoals dieren, ontstond uit deze diepe bevriezing, waarvan het eerste bewijs is terug te vinden in het fossielenarchief, daterend van kort na het ontdooien van de planeet.”
Carbonaatrotsen
Onderzoeker Elias Rugen vult aan: “Onze studie biedt voor het eerst een afgebakende periode voor deze Schotse en Ierse rotsen, waarmee hun wereldwijde betekenis wordt bevestigd. De rotslagen die blootliggen op de Garvellachs zijn uniek in de wereld. Onder de rotsen die werden afgezet tijdens de onvoorstelbare kou van het Sturtien (zoals de ijstijd officieel heet, red.) ligt 70 meter aan oudere carbonaatrotsen die zijn gevormd in tropische wateren. Deze lagen tonen een tropisch marien milieu met bloeiend cyanobacterieel leven dat geleidelijk koeler werd, wat het einde markeert van de ongeveer een miljard jaar waarin de aarde een gematigd klimaat had.”
Complex leven
“In de meeste delen van de wereld ontbreekt deze opmerkelijke overgang, omdat de oude gletsjers de onderliggende rotsen hebben weggeschraapt en geërodeerd, maar in Schotland is deze overgang door een of ander wonder zichtbaar”, klinkt het verbaasd.
Het Sturtien duurde ongeveer 60 miljoen jaar en was een van de twee grote ijstijden die plaatsvonden tijdens het Cryogenium (tussen 635 en 720 miljoen jaar geleden). In de miljarden jaren voorafgaand aan deze periode bestond het leven alleen uit eencellige organismen en algen. Maar daarna ontstond complex leven plots snel en tegenwoordig zijn de meeste dieren nog steeds vergelijkbaar met de levensvormen die meer dan 500 miljoen jaar geleden evolueerden.
Er zijn verschillende verklaringen voor deze snelle evolutie na een tijd die juist zo onaantrekkelijk was voor leven. Een theorie is dat de extreme kou de opkomst van altruïsme heeft aangewakkerd, waardoor eencellige organismen leerden samen te werken en meercellig leven vormden.
Het albedo-effect
Verder denkt men dat de terugtrekking van het ijs op onze planeet relatief snel plaatsvond, over slechts duizenden jaren, vanwege het albedo-effect. Dat houdt in dat ijs zonlicht terugkaatst naar de ruimte, dus hoe meer ijs, hoe meer zonlicht wordt weerkaatst en hoe meer het afkoelt. Andersom geldt ook dat smeltend ijs tot meer opwarming leidt omdat water donker is en warmte juist absorbeert.
Professor Shields legt uit: “Het terugtrekken van het ijs moet catastrofaal zijn geweest. Het leven was gewend geraakt aan tientallen miljoenen jaren van diepe bevriezing. Zodra de wereld opwarmde, moest al het leven strijden om zich aan te passen. Wat overleefde, waren de voorouders van alle dieren.”
Gouden spike
Voor de nieuwe studie verzamelde het onderzoeksteam monsters van zandsteen uit de Port Askaig-formatie en uit de oudere, 70 meter dikke Garbh Eileach-formatie eronder. Ze analyseerden zirkoon, kleine, extreem duurzame mineralen in de rotsen. Die kunnen nauwkeurig worden gedateerd omdat ze het radioactieve element uranium bevatten, dat in een constant tempo naar lood vervalt. Het zirkoon samen met ander geochemisch bewijs wijst uit dat de rotsen werden afgezet tussen 662 en 720 miljoen jaar geleden. De bepaling van deze periode levert volgens de onderzoekers het bewijs dat nodig is om de locatie te verklaren tot een marker voor het begin van de cryogene periode.
Deze marker, officieel Global Boundary Stratotype Section and Point (GSSP) geheten, wordt soms aangeduid als een gouden spike, omdat die in de rots wordt geslagen om de grens te markeren. GSSP’s trekken bezoekers van over de hele wereld en op sommige plekken zijn zelfs musea opgericht.
