Aarde onderging meer grote massa-extincties dan werd gedacht

Tijdperken waarin enorme aantallen soorten op aarde plotseling uitstierven, vertonen dezelfde patronen. En dat voorspelt weinig goeds voor de huidige uitsterving van soorten als gevolg van de klimaatverandering.vrijdag 20 december 2019

Mensen die menen dat we momenteel op weg zijn naar een dramatische terugval in het aantal soorten op aarde, omschrijven deze biodiversiteitscrisis vaak als de ‘zesde massa-extinctie’. Maar misschien moeten we die omschrijving bijstellen, naar ‘zevende massa-extinctie’.

In 1982 presenteerden de paleontologen Jack Sepkoski en David Raup van de University of Chicago een overzicht van de grootste massa-extincties die de aarde heeft ondergaan en noemde ze de ‘Grote Vijf’. Daartoe behoort ook de massa-extinctie aan het einde van het Perm, de meest dramatische uitsterving van soorten ooit. Bij die catastrofe, die rond 252 miljoen jaar geleden plaatsvond, stierf 95 procent van al het zeeleven uit.

Maar in de jaren tachtig werd nog relatief weinig aandacht geschonken aan een andere massa-extinctie, die slechts acht miljoen jaar vóór de grote slachting van de Perm-Trias-massa-extinctie plaatsvond, namelijk aan het einde van het tijdvak Guadalupien in het Midden-Perm. In de afgelopen dertig jaar hebben geologen de massa-extinctie van het Eind-Guadalupien nader onderzocht en deze gebeurtenis wordt nu steeds meer erkend als een afzonderlijke crisis. Sommige wetenschappers stellen dat de Guadalupien-catastrofe ernstig genoeg was om tot de grote massa-extincties op aarde te worden gerekend en hebben nu voorgesteld om de exclusieve club van de ‘Grote Vijf’ om te dopen tot de ‘Grote Zes’.

In de geschiedenis van het leven op aarde wemelt het van oplevingen en tegenslagen. Maar door de zwaarste catastrofes te identificeren en te bestuderen kunnen geologen patronen op het spoor komen en overeenkomsten in de oorzaken van deze episoden identificeren. Er zijn veel aanwijzingen dat de grote massa-extincties op aarde in verband staan met de afname van het zuurstofgehalte in de wereldzeeën, een van de gevolgen van de opwarming van de aarde door de opeenhoping van broeikasgassen in de atmosfeer. En die aanwijzingen voorspellen niet veel goeds voor de klimaatverandering die de aarde momenteel ondergaat. De extinctie van het Eind-Guadalupien past in dit beeld.

“Ik denk dat we niet langer moeten vasthouden aan het getal vijf,” zegt Richard Bambach, marien paleoecoloog en emeritus-professor in de paleontologie aan de Virginia Tech en een van de wetenschappers die het baanbrekende artikel van Sepkoski en Raup voor publicatie beoordeelde. Wanneer we kijken naar percentages, was de Perm-Trias-extinctie veel erger omdat daarbij bijna al het zeeleven en een groot deel van het landleven op aarde uitstierf. Maar volgens Bambach was de Eind-Guadalupien-extinctie bijzonder rampzalig op het gebied van de biodiversiteit. “Uit de harde cijfers blijkt dat er in het Guadalupien zelfs méér taxons (groepen van diersoorten) uitstierven dan aan het einde van het Perm.”

Zeeën van lava

Het catastrofale einde van het Guadalupien werd veroorzaakt door de zogenaamde Emeishan-Trappen, in het zuidwesten van het huidige China, die getuigen van de zeeën van lava die 260 miljoen jaar geleden aan de rand van de oceaan Paleo-Tethys werden uitgebraakt en het gebied onder een laag vloedbasalt van één miljoen vierkante kilometer begroeven. Bij die gebeurtenis kwamen enorme hoeveelheden methaan en kooldioxide vrij, die het klimaat volledig op zijn kop zetten en tot de uitsterving van zestig procent van al het zeeleven leidde, vooral in de ondiepe zeeën rond het supercontinent Pangea.

Uitgestrekte ‘trappen’ van vloedbasalt, zoals de Emeishan-Trappen, zijn overal op aarde te vinden en hun vorming valt keurig samen met de ‘Grote Vijf’ massa-extincties die het leven op aarde heeft ondergaan. “Er is een direct verband,” zegt Michael Rampino, geoloog aan de New York University.

Geologen die deze massa-extincties bestuderen, waren niet altijd op zoek naar ‘provincies’ van vloedbasalt. Nadat Luis en Walter Alvarez in de jaren tachtig opperden dat de ondergang van alle niet-vliegende dinosauriërs was veroorzaakt door de inslag van een grote meteoriet, zochten teams van geologen tevergeefs naar meteorietinslagen die de andere grote massa-extincties konden verklaren.

Omdat er niets werd gevonden, richtte Rampino zijn aandacht al snel op uitgestrekte provincies van vloedbasalt. Het was hem opgevallen dat de Deccan Traps in India in dezelfde periode waren ontstaan als de Chicxulub-inslagkrater en de Krijt-Tertiair-extinctie die ook de dinosauriërs fataal werd. En de Perm-Trias-extinctie viel samen met de nog uitgestrektere Siberische Trappen.

“Ik ontwikkelde me van een ‘inslagkrater’-man tot een ‘vulkanisme’-man,” zegt Rampino. In de afgelopen tien jaar heeft hij zich in zijn onderzoek gericht op het vinden van correlaties tussen provincies van vloedbasalt en andere grote massa-extincties alsook perioden waarin het zuurstofgehalte in de oceanen instortte en de wereldzeeën verzuurden.

In de jaren tachtig was het onderzoek naar dat soort verbanden nog erg summier, aangezien de technologie voor het dateren van fossielen en gesteenten minder betrouwbaar was. Maar in de laatste vijf jaar hebben wetenschappers zich dankzij nieuwe radiometrische dateringsmethoden een veel gedetailleerder beeld van geologische omslagperioden kunnen vormen. De minder accurate methode van de argon-argondatering heeft plaatsgemaakt voor de uranium-looddatering van zirkonen, waardoor foutmarges die ooit miljoenen jaren konden bedragen, zijn teruggebracht tot enkele duizenden jaren en het totaalbeeld veel gedetailleerder hebben gemaakt.

Dankzij deze nieuwe accuraatheid kunnen geologen nu met zekerheid zeggen dat de uitbarstingen van vloedbasalt aan het einde van het Guadalupien zich binnen enkele duizenden jaren afspeelden – in geologische termen dus in een oogwenk – en dat ze samenvielen met de uitstervingscrisis die in het archief van gesteentelagen is te herkennen.

Fossielen 101
Fossielen zijn echo's uit een eeuwenoud verleden. Kom meer te weten over twee belangrijke soorten fossielen, hoe fossilisatie plaatsvindt en hoe we aan de hand van fossielen een beeld kunnen krijgen van de geschiedenis van onze planeet.

In een recente studie die is verschenen in het tijdschrift Historical Biology, presenteerden Rampino en medeauteur Shu-Zhong Shen van de Universiteit van Nanjing de nieuwste gegevens over de Emeishan-Trappen en een analyse van de ecologische ramp die zich aan het einde van het Guadalupien afspeelde. En ze pleitten ervoor om deze uitsterving op te nemen in de ‘Grote Vijf’.

De ecologische veranderingen aan het einde van het Guadalupien waren dramatisch, aldus de auteurs. Reusachtige riffen van koralen en sponzen stortten wereldwijd in, terwijl andere organismen die hun skeletjes uit calciumcarbonaat opbouwen, in het sterk verzurende oceaanwater oplosten. Reuzenmosselen met breedgerande schelpen, die eruitzagen als prehistorische cruiseschepen, verdwenen voorgoed van het toneel en ook talloze soorten ammonieten (nautilus-achtige inktvissen) stierven uit.

Paleontologen weten minder over de terrestrische slachtoffers van de ramp, maar tot de uitgestorven landdieren behoorde een groep van grote protozoogdieren met dikke schedels genaamd Dinocephalia. Na de crisis hadden de alomtegenwoordige zaadloze varens plaatsgemaakt voor zaaddragende gymnospermen, waaronder coniferen en ginkgo’s.

Herziening van het archief

Nieuwe schattingen hebben ook licht geworpen op de tijdstippen waarop bepaalde soorten in het archief van fossielen op aarde opduiken en weer verdwijnen. De onderzoekers verwijzen daarbij naar een studie uit 2016, waarin wordt gesteld dat veel soorten die al aan het einde van het Guadalupien waren uitgestorven, als gevolg van gebrekkige dateringsmethoden werden beschouwd als soorten die tijdens de grote massa-extinctie aan het einde van het Perm verdwenen, waardoor het uitstervingspercentage van die laatste periode te hoog werd ingeschat, namelijk als 95 procent van al het zeeleven, terwijl het eerder om zo’n tachtig procent ging.

Bambach heeft zo zijn twijfels over de inschatting van de ecologische ernst van de massa-extinctie aan het einde van het Guadalupien die in de nieuwe studie wordt gepresenteerd. In dit tijdperk daalde de zeespiegel wereldwijd tot een absoluut dieptepunt maar begon na de massa-extinctie weer te stijgen, wat betekent dat relatief weinig riffen uit het Guadalupien bewaard zijn gebleven in gesteenten die paleontologen kunnen onderzoeken.

“Sommige ecosystemen kunnen gewoon zijn verdwenen vanwege een verslechtering van de omstandigheden waaronder fossielen in gesteenten bewaard blijven,” zegt hij. Een uitzondering daarop is te vinden in China, waar Shen mariene fossielen uit het hele Perm heeft gedateerd en het biologische beeld van het Guadalupien heeft verfijnd.

Toch is Bambach het wel met Rampino en Shen eens dat het tijd wordt om de massa-extinctie van het Eind-Guadalupien toe te voegen aan de ‘Grote Vijf’ “Deze extinctie doet niet onder voor de grote jongens.”

Dit artikel kwam tot stand in samenwerking met het Graduate Program in Science Writing van het MIT en werd oorspronkelijk in het Engels gepubliceerd op NationalGeograhic.com

lees verder

Laatste dag van dinosauriërs tot in detail bekend

Uit rotsmonsters die op grote diepte in de Chicxulub-krater zijn genomen, blijkt wat er gebeurde in de minuten en uren na een van de grootste rampen in de geschiedenis van onze planeet.

Wat waren de 5 massa-extincties en wat veroorzaakte ze?

In de afgelopen vijfhonderd miljoen jaar heeft het leven op aarde zich moeten herstellen van vijf wereldomspannende catastrofes. Zal de mensheid verantwoordelijk zijn voor de zesde ramp?

Fossielen 101

Fossielen zijn echo's uit een eeuwenoud verleden. Kom meer te weten over twee belangrijke soorten fossielen, hoe fossilisatie plaatsvindt en hoe we aan de hand van fossielen een beeld kunnen krijgen van de geschiedenis van onze planeet.
Lees meer