Ongeveer 252 miljoen jaar geleden veroorzaakten scheuren in de aardkorst in Siberië grote hoeveelheden lava die het gebied verspreidden en bedekten. Tot 6.000.000 kubieke kilometer gesmolten materiaal - genoeg om de continentale VS op een mijldiepte te bedekken - sijpelde over de aarde en het opwekkende magma dat deze uitbarsting voedde kookte rotsen net onder het aardoppervlak. De kookrotsen gaven kooldioxide (CO 2 ) vrij in het magma; zodra het gesmolten gesteente het oppervlak bereikt, borrelde het CO 2 de atmosfeer van de aarde in. Dit veroorzaakte een enorme verandering in het klimaat en de oceaan is waarschijnlijk verzuurd.
gerelateerde inhoud
- 'S Werelds grootste uitsterven kan eigenlijk twee uitstervingen in één zijn geweest
- Het ergste uitsterven van de aarde kan de sleutel zijn geweest tot de oorsprong van dinosaurussen
- Asteroid Strike bevestigd als Dinosaurusmoordenaar
- Waarom overleefden zoogdieren wanneer dinosauriërs stierven?
Of dat is tenminste wat veel wetenschappers denken dat het klimaat al die jaren geleden heeft veranderd. Andere hypotheses zijn er in overvloed, maar wetenschappers zijn het over één ding eens: als gevolg van klimaatveranderingen stierf ongeveer 90 procent van het leven in een massale uitstervingsgebeurtenis die het meest destructief was in de geschiedenis van de aarde.
Een team van het Massachusetts Institute of Technology (MIT) is een van de verschillende laboratoria over de hele wereld die proberen te begrijpen hoe massale uitsterving werkt, en ze hebben hun inspanningen gericht op dit grote uitstervingsevenement, dat het einde van de Perm-periode en de begin van het Trias in de geologische geschiedenis. Hypotheserend dat de oude vulkaanuitbarstingen in Siberië de oorzaak waren van deze grote uitsterving - het is de meest waarschijnlijke dader - publiceerde het MIT-team een studie in de Proceedings van de National Academy of the Sciences dat suggereert dat de uitsterving veel sneller gebeurde dan eerder gedacht.
Om te begrijpen hoe dit massale uitsterven zich heeft voltrokken en wat het kan hebben veroorzaakt, hebben wetenschappers een precieze tijdlijn nodig. Vergelijking van fossiel bewijsmateriaal vanaf het einde van het Perm met het begin van het Trias in de gelaagde rots vertelt wetenschappers dat veel soorten verloren zijn gegaan naarmate de tijd vorderde: trilobieten, schorpioenachtige mariene roofdieren genaamd eurypteriden, weekdieren, sommige inktvisachtige ammonieten, en koralen zijn slechts enkele voorbeelden. Binnen 20 of 25 centimeter van een sedimentair gesteente, "heb je een complete verandering in het uiterlijk van het fossielenbestand. Het gaat van iedereen blij naar niemand thuis", zegt Seth Burgess, een afgestudeerde student aan het MIT en de hoofdauteur op de papier.
Fijnere details over wat er tijdens het daadwerkelijke uitsterven is gebeurd, zijn echter moeilijk te vinden - de exacte leeftijd van rotsen die fossielen van het uitsterven bevatten, is moeilijk te bepalen. Deze rotsen, gemaakt van kalksteen, bevatten geen mineralen die geologen kunnen analyseren om hun leeftijd nauwkeurig te bepalen.
Maar een fossiel bed in Meishan, China, stelt wetenschappers in staat dit te omzeilen. Ongeveer 252 miljoen jaar geleden was Zuid-China de thuisbasis van een divers marien ecosysteem en nabijgelegen vulkanen. Afwisselend tussen grote brokken kalkstenen fossiele gesteenten waarvan bekend is dat ze uit het einde van het Perm komen, op basis van specifieke fossiele formaties en pogingen om nabijgelegen niet-kalkstenen rotsen te dateren, zijn vulkanische asbedden. Deze asbedden bevatten de sleutel om preciezer te achterhalen wanneer dieren uitstierven.
De methoden van de auteurs gingen ongeveer als volgt: ze zochten eerst naar kalksteenlagen die het uitsterven markeerden - die met een hoge concentratie Perm-fossielen die aangaven dat soorten begonnen te sterven, waarboven fossielen afwezig waren. Vervolgens identificeerden ze aslagen die het uitsterven onder druk zetten.
Binnen de asbedden, de MIT-onderzoekers gericht op een mineraal genaamd zirkoon, dat kristalliseert in magma en uranium en lood bevat . Wetenschappers , waaronder het MIT-team, hebben lang geprobeerd om erachter te komen hoe oud de asbedden op deze zirkonen waren gebaseerd, maar eerdere studies misten een hoge mate van nauwkeurigheid. De groep bij MIT verbeterde echter de manier waarop ze deze minerale isotopen in het laboratorium verzamelen en analyseren - hun radiometrische datering van het uranium en lood in de zirkonen laten zien dat het uitstervingsgebeurtenis 60.000 jaar duurde, plus of min 48.000 jaar.
Dus in vergelijking met de 4, 5 miljard jaar die de aarde bestaat, duurde het uitsterven slechts een oogwenk in de geologische tijd.
In Meishan, China, sandwichen donkere lagen vulkanische asbedden lagen kalksteen die het fossiele bewijs van massale uitsterving bevatten. (Foto: Seth Burgess) "Het feit dat [ze] 60.000 jaar plus of min 48.000 jaar kunnen worden voor een evenement 252 miljoen jaar geleden is vrij opmerkelijk", zegt Doug Erwin, een paleobioloog in Smithsonian's National Museum of Natural History die een commentaar schreef in PNAS op de studie.
Door de timing voor een hogere resolutie te kennen, kunnen wetenschappers zich concentreren op wat er tijdens het evenement is gebeurd, in plaats van alleen voor en na opnamen te maken. Dus hypothesen over wat gedode organismen aan het einde van het Perm hebben gedood, of ze zich nu richten op hogere oceaantemperaturen, atmosferische temperatuurstijgingen of een piek in CO 2, moeten worden verfijnd, afhankelijk van waar het bewijsmateriaal past in de laatste tijd van uitsterven.
Het MIT-team heeft bijvoorbeeld hun tijdlijn bedekt met gegevens uit eerder onderzoek naar veranderingen in de koolstofcyclus. Wetenschappers denken dat een daling van de atmosferische koolstof begon vóór het uitsterven van de massa en geloven dat dit een toevoeging van isotopisch lichte koolstof in de oceaan vertegenwoordigde, zoals blijkt uit isotopisch lichte koolstof die vanaf die tijd in oceaansedimenten werd gezien. De toevoeging van koolstof in de oceaan had een heter, zuurder oceaanmilieu kunnen aandrijven. Gebaseerd op de nieuwe tijdlijn gebeurde deze koolstofpiek slechts 20.000 jaar voordat soorten stierven.
Maar hoe ga je van een verzurende oceaan naar een massale uitsterven? Wetenschappers denken dat een van de belangrijkste manieren om zeedieren aan het eind van Perm te doden, een verkalkingscrisis is. Verzuring van de oceaan vermindert de hoeveelheid carbonaat in het water en maakt het moeilijker voor organismen met lagere metabolismen, zoals sommige weekdieren, om schelpen te maken van calciumcarbonaat en dus om te overleven. Dit verbreekt op zijn beurt de schakels in de voedselketen, waardoor andere wezens kwetsbaar worden voor de dood.
De kortere tijdschaal betekent ook dat organismen steeds minder tijd hadden gehad om te reageren en zich aan te passen aan deze veranderingen in klimaat, atmosferisch CO 2 en oceaanzuurgraad. Omdat ze zich niet konden aanpassen, stierven ze.
Terwijl andere wetenschappers de tijdlijn nemen en deze vergelijken met andere gegevens over klimaat en zuurtegraad in de oceaan, krijgen ze een beter idee van het spel per spel en hoe snel ecosystemen uiteenvielen. En Burgess denkt dat het tijdsverloop voor het uitsterven nog korter kan worden, omdat de geologische dateringsmethoden verbeteren. “Misschien kunnen we het over tien jaar naar een hogere resolutie zien. Het uitsterven is misschien nog abrupt dan dat, 'zegt Burgess.
Andere massa-uitstervingsgebeurtenissen zijn ook beperkt tot korte tijdframes met behulp van vergelijkbare methoden. Bijvoorbeeld, radiometrische datering van vulkanische asbedden in Montana en Haïti in de buurt van geologisch bewijs van de asteroïde-impact die de dinosauriërs aan het einde van het Krijt doodde, suggereert dat massale uitsterving slechts ongeveer 32.000 jaar duurde. Een vergelijkbare studie van een andere massa-uitsterving veroorzaakt door vulkaanuitbarstingen aan het einde van het Trias suggereert dat het minder dan 5000 jaar duurde.
Ondanks het feit dat al deze uitstervingsgebeurtenissen door verschillende dingen werden veroorzaakt, gebeurde het instorten van het ecosysteem zeer snel. "Wat de oorzaken van het uitsterven ook zijn, en het lijkt erop dat er voor sommige van hen heel verschillende oorzaken zijn, de biosfeer kan op zeer vergelijkbare manieren instorten zodra het een omslagpunt overschrijdt", zegt Erwin.
Al dit gepraat over veranderend klimaat en verzurende oceanen klinkt waarschijnlijk bekend. Tegenwoordig doen mensen veel verschillende dingen aan hun omgeving die in de toekomst grote gevolgen kunnen hebben - klimaatverandering, vervuiling, habitatvermindering, om er maar een paar te noemen. Sommige wetenschappers zien zelfs het einde Perm, met name het verlies van oceaansoorten, als een les voor deze eeuw.
Dus het begrijpen van de omstandigheden voorafgaand aan, binnen en na een massale uitstervingsgebeurtenis kan ons helpen voorkomen dat door de mens veroorzaakte ecosystemen in de toekomst instorten. Zoals Erwin het stelt, "je wilt geen massa-uitsterven beginnen, want zodra een massa-uitsterven begint, is de prognose behoorlijk grimmig."
