Zo’n 445 miljoen jaar geleden werd zo’n 85 procent van de mariene soorten bruut van de aardbodem geveegd. Maar wat lag er aan de teloorgang van al dit leven ten grondslag?

De meesten zullen weten dat de dinosaurussen uitstierven tijdens een grote massa-extinctie. Maar wist je dat de aarde ook andere massa-extincties heeft doorgemaakt? In totaal hebben er vijf de revue gepasseerd – bekend als de ‘big five’ – waarbij tenminste driekwart van alle soorten die op aarde leefden met uitsterven werd bedreigd. In dit artikel haken we in op de eerste massa-extinctie die de aarde doormaakte: de zogenaamde Laat-Ordovicische massa-extinctie. Want wat lag hier precies aan ten grondslag?

Oorzaak van massa-extincties
Wetenschappers zijn al langer geïnteresseerd in het achterhalen van de oorzaak van massa-extincties. Dat komt omdat het begrijpen van de omgevingsomstandigheden die in het verleden geleid hebben tot de uitroeiing van de meeste soorten, ons zou kunnen helpen voorkomen dat een soortgelijke gebeurtenis zich in de toekomst herhaalt. Bovendien denken veel wetenschappers dat we ons momenteel middenin een zesde massa-extinctie bevinden. En dus is het bestuderen van dit fenomeen belangrijker dan ooit.

Laat-Ordovicische massa-extinctie
De Laat-Ordovicische massa-extinctie vond zo’n 445 miljoen jaar geleden plaats. Tijdens deze massale uitsterving verdween ongeveer 85 procent van de mariene soorten, waarvan de meeste in ondiepe wateren voor de kust van continenten leefden, van de aardbodem. En dat terwijl daarvoor, ten tijden van de Ordovicium-periode, de zeeën vol biodiversiteit zaten. “Als je in een Ordovicische zee was gaan snorkelen, zou je een aantal bekende dieren hebben gezien, zoals mosselen, slakken en sponzen,” schetst onderzoeker Seth Finnegan. “Maar je zou ook veel andere soorten zijn tegengekomen die nu zeer beperkt in diversiteit zijn of volledig zijn uitgestorven, zoals trilobieten, armpotigen en zeelelies.”

Fossielen uit de Ordovicium-periode, gevonden op het Canadese eiland Anticosti. Afbeelding: André Desrochers, University of Ottawa

Maar dan gebeurt er iets rampzaligs. In tegenstelling tot de massa-extinctie waarbij de dinosaurussen vrij plotseling uitstierven, speelde de Laat-Ordovicische massa-extinctie zich af over een vrij lange periode. Mogelijk strekte deze massale uitsterving zich zelfs uit over twee miljoen jaar. Maar wat lag er aan de teloorgang van al dit leven ten grondslag?

Vraagteken
We weten dat het klimaat destijds afkoelde. Maar kan dat het verlies van maar liefst 85 procent van het zeeleven hebben veroorzaakt? “Van verschillende geologische recentere massa-extincties is bekend dat ze zijn veroorzaakt door vulkanisch aangedreven snelle opwarming en het daaruit voortvloeiende verlies van zuurstof in de oceanen,” vertelt Finnegan in gesprek met Scientias.nl. “Maar wat met name opvalt aan de Laat-Ordovicische massa-extinctie is dat de combinatie van veranderingen in het milieu die gepaard gaan met het uitsterven, ongebruikelijk en moeilijk te begrijpen zijn.”

Gebrek aan zuurstof
Eén van de belangrijkste discussies rond de Laat-Ordovicische massa-extinctie is of gebrek aan zuurstof in het zeewater de oorzaak van de massa uitsterving is geweest. Om die vraag te onderzoeken, maten de onderzoekers de concentratie jodium in carbonaatgesteenten uit de Laat-Ordovicische periode. De concentratie van dit element in carbonaatgesteenten dient namelijk als een belangrijke indicator voor veranderingen in het oceanische zuurstofniveau.

Ondiepe wateren
Het leidt tot een interessante ontdekking. “In ons artikel tonen we aan dat het inderdaad waar lijkt te zijn dat de hoeveelheid opgeloste zuurstof in de diepe oceaan afnam,” vertelt Finnegan. “Maar, we vonden geen bewijs voor een afname van zuurstof in ondiepe wateren. En juist hier leefden de meeste diersoorten die uitstierven. Het betekent dat een afname van zuurstof de massa-extinctie waarschijnlijk niet kan verklaren.”

Zuurstofgebrek in de diepe oceaan
Hoewel het er op lijkt dat ondiepe wateren niet met zuurstofgebrek te maken kregen, breidde dit verschijnsel zich rond diezelfde tijd wel uit in de diepe oceaan. De onderzoekers schrijven dit toe aan de circulatie van zeewater door de mondiale oceanen. Een belangrijk punt om in gedachten te houden, is namelijk dat oceaancirculatie een zeer belangrijk onderdeel is van een klimaatsysteem. De afkoeling van het klimaat veranderde mogelijk de oceaancirculatie, wat de stroom van zuurstofrijk water uit de ondiepe zeeën naar de diepere oceaan stopte. Dit betekent dat klimaatkoeling dus ook kan leiden tot lagere zuurstofniveaus; tenminste, in bepaalde delen van de oceaan.

Maar als de massa-extinctie niet in gang werd gezet door zuurstofgebrek, wat lag er dan aan ten grondslag? Hoewel de onderzoekers hier geen volledig uitsluitsel over kunnen geven, vermoeden ze dat koudere omstandigheden tijdens het late Ordovicium, gecombineerd met aanvullende factoren, waarschijnlijk verantwoordelijk waren voor de ondergang van talloze diersoorten.

Klimaatkoeling
“De veroorzaker kan dus goed de klimaatkoeling zelf zijn geweest,” onderstreept Finnegan. “We zien aanwijzingen voor zeer substantiële klimaatkoeling en uitbreiding van ijskappen, met een grote bijbehorende zeespiegeldaling. Deze afkoeling en daling van de zeespiegel kunnen aanzienlijk veelomvattender zijn geweest dan tijdens recentere ijstijden. Dit betekent dat verlies van leefgebied verantwoordelijk kan zijn geweest voor een deel van de uitsterving. De vraag is echter of zoveel uitsterving (85 procent van de mariene soorten, red.) aan het verlies van leefgebied kan worden toegeschreven.”

Zullen we het ooit weten?
De vraag is of we het mysterie van de Laat-Ordovicische massa-extinctie ooit volledig zullen ontrafelen. “Een gevolg van de daling van de zeespiegel is dat de mariene sedimentaire gesteenten vrij schaars zijn geworden,” zegt Finnegan. “Dus om te begrijpen wat de meeste uitsterving veroorzaakte, moeten we die gebieden in detail bestuderen, maar ook modellen gebruiken om te proberen te begrijpen wat er is gebeurd in de delen van de wereld waarvoor we geen goed bewaard gebleven sedimentaire gegevens hebben. Het is een zeer uitdagend probleem. Maar ik ben optimistisch dat we er als gemeenschap grip op beginnen te krijgen.”

Wat de onderzoekers in hun studie in ieder geval hebben aangetoond, is dat één van de vaakst aangevoerde verklaringen – zuurstofgebrek in de oceanen – waarschijnlijk de Laat-Ordovicische massa-extinctie niet kan verklaren. Toch moeten we volgens onderzoeker Zunli Lu onze zuurstofrijke wereld ook zeker niet als vanzelfsprekend beschouwen, zo vertelt hij in een interview met Scientias.nl. “Veel is nog onbekend over eerdere massa-extincties. We begrijpen deze gebeurtenissen nog lang niet volledig. Het zou verstandig zijn om het oceaanmilieu en het klimaatsysteem niet verder drastisch te verstoren voordat de menselijke samenleving in staat is om uitgebreide veranderingen in het aardsysteem beter te voorspellen en te verminderen,” besluit hij.