Nieuwe studie ziet duidelijk verband tussen mega-vulkaanuitbarstingen en massa-uitstervingen | VRT NWS: nieuws

2022-10-09 18:30:12 By : Ms. Tea zhao

Een nieuwe studie stelt overtuigende bewijzen te hebben gevonden voor het verband tussen enorme vulkanische uitbarstingen en massale uitstervingsgolven op aarde. Het samenvallen van die twee fenomenen is niet louter toevallig, zo stelt de studie. 

De biologische geschiedenis van de aarde is onderbroken geweest door massa-uitstervingen die in een 'geologische oogwenk' de grote meerderheid van de levende soorten uitgeroeid hebben. 

Op basis van bewijzen in het fossielenbestand hebben wetenschappers vijf van dergelijke gebeurtenissen geïdentificeerd, waarvan de bekendste leidde tot het uitsterven van de dinosaurussen op het einde van het Krijt, zo'n 66 miljoen jaar geleden. 

Wat deze wereldwijde rampen veroorzaakt heeft, blijft een onderwerp van wetenschappelijke discussie. Een aantal wetenschappers stelt dat kometen of planetoïden die op de aarde neergestort zijn, de meest waarschijnlijke oorzaak zijn van deze massa-extincties, anderen wijzen met een beschuldigende vinger naar grote vulkanische uitbarstingen. 

Een nieuwe studie onder leiding van het Amerikaanse Dartmouth College voert argumenten aan voor het tweede kamp en stelt dat vulkanische activiteit de belangrijkste aanstichter van massa-extincties lijkt geweest te zijn. De bevindingen van de studie leveren het meest overtuigende bewijs tot nu toe dat het verband tussen enorme vulkanische uitbarstingen en massale uitstervingen niet louter toevallig is, zeggen de onderzoekers.   

Vier van de vijf massa-uitstervingen vallen samen met een soort van vulkanische uitbarsting die een vloedbasalt of een basaltvloed genoemd wordt, zeggen de onderzoekers. 

Deze uitbarstingen overspoelen enorme gebieden - zelfs hele continenten - met lava in een geologische oogwenk, slechts een miljoen jaar. Ze laten enorme vingerafdrukken achter als bewijs - uitgebreide gebieden van trapachtige magmatische rots - de gestolde lava -, die geologen 'large igneous provinces' noemen. 

Om als 'large' aanzien te worden, moet een large igneous province minstens 100.000 kubieke kilometer magma bevatten. Ter vergelijking: bij de uitbarsting in 1980 van de Mount St. Helens, de dodelijkste en de meest verwoestende uit de geschiedenis van de Verenigde Staten, kwam minder dan een kubieke kilometer magma vrij. De onderzoekers zeggen dat de meeste van de vulkanen die in de studie voorkomen, een miljoen keer meer lava uitstootten dan de uitbarsting van 1980. 

Het team baseerde zich op drie betrouwbare datasets over de geologische tijdsschaal, paleobiologie en large igneous provinces om de relatie in de tijd te onderzoeken tussen massa-uitstervingen en large igneous provinces. 

"De grote trapachtige gebieden van stollingsgesteenten die het gevolg zijn van deze grote vulkanische uitbarstingen, lijken zich in de tijd aan te sluiten bij massa-uitstervingen en andere betekenisvolle climactische en milieugebeurtenissen", zei Theodore Green, de hoofdauteur van de studie die het onderzoek uitvoerde in Dartmouth en nu studeert aan de Princeton University in de VS. 

Het is zelfs zo dat een reeks uitbarstingen in wat nu Siberië is, de grootste bekende vulkanische uitbarstingen van de laatste 500 miljoen jaar, de meest vernietigende van de massa-uitstervingen teweeg heeft gebracht, zo'n 252 miljoen jaar geleden. De uitbarsting bracht een enorme hoeveelheid CO2 in de atmosfeer en verstikte bijna al het leven op aarde, wat de Perm-Trias-massa-extinctie genoemd wordt. 

Stille getuigen daarvan zijn de Siberische Trappen, een groot gebied vol vulkanisch gesteente dat ruwweg zo groot als Australië is.      

Ook het Indisch subcontinent werd getroffen door vulkanische uitbarstingen rond de tijd dat de dinosaurussen aan het uitsterven waren. Die uitbarstingen vormden wat vandaag bekend staat als het Deccan Plateau of de Deccan Traps. 

Die uitbarstingen zouden, net als de inslag van de planetoïde, verreikende wereldwijde gevolgen gehad hebben. Ze vulden de atmosfeer met stof en giftige gassen, waardoor de dinosaurussen en ander leven verstikt werden en het klimaat veranderde gedurende lange tijd. 

Anderzijds hangen de theorieën dat de uitsterving veroorzaakt werd door de inslag van een planetoïde, af van de Chicxulub-planetoïde, een ruimterots die insloeg in het schiereiland Yucatan in Mexico rond de tijd dat de dinosaurussen uitgestorven zijn, zeggen de onderzoekers. 

"Alle andere theorieën die probeerden te verklaren wat de dinosaurussen gedood had, ook vulkanisme, werden platgewalst toen de Chicxulub inslagkrater ontdekt werd", zei mede-auteur Brenhin Keller, een hoogleraar aardwetenschappen aan Dartmouth. Maar hij wijst erop dat er, ondanks tientallen jaren van onderzoek, zeer weinig aanwijzingen zijn voor gelijkaardige inslagen die samenvallen met de andere massa-uitstervingen. 

In Dartmouth College ging Theodore Green aan de slag om een manier te vinden om het klaarblijkelijke verband tussen uitbarstingen en uitstervingen te kwantificeren, in getallen uit te drukken, en te testen of het samenvallen van de twee fenomenen louter toevallig was of dat er een oorzakelijk verband was tussen de twee. 

In samenwerking met Brenhin Keller en mede-auteur professor Paul Renne van de University of California, Berkeley, kon Green de supercomputers van de Dartmouth Discovery Cluster gebruiken om de getallen te verwerken. 

De onderzoekers vergeleken de beste beschikbare schattingen van basaltvloed-uitbarstingen met perioden in de geologische tijdsschaal waarin aanzienlijke sterfte van soorten voorkwamen, onder meer met de bekende massa-exctincties maar niet beperkt tot die vijf gebeurtenissen.

Om te bewijzen dat de timing meer dan louter toevallig was, onderzochten ze of de uitbarstingen net zo goed zouden samenvallen met een willekeurig gegenereerd patroon en ze herhaalden die oefening met 100 miljoen van dergelijke willekeurige patronen. De slotsom van de berekeningen was dat de overeenkomst met de perioden van uitstervingen veel groter was dan louter toeval zou kunen verklaren. 

"Hoewel het moeilijk is om vast te stellen dat een bepaalde vulkanische uitbarsting een bepaalde massa-uitsterving heeft veroorzaakt, maken onze resultaten het moeilijk om de rol van vulkanisme bij uitsterving te negeren", zei Keller. 

Als er een oorzakelijk verband zou gevonden worden vulkanische basaltvloeden en massa-uitstervingen, verwachten wetenschappers dat grotere uitbarstingen zouden leiden tot ergere uitstervingen, maar een dergelijke correlatie is niet vastgesteld. 

In plaats van de absolute grootte van de uitbarsting in overweging te nemen, rangschikte het onderzoeksteam de vulkanische uitbarstingen naar de snelheid waarmee ze lava uitspuwden. Ze ontdekten dat de uitbarstingen met de hoogste snelheden inderdaad de ergste vernielingen aanrichtten en leidden tot ergere uitstervingsgolven, tot de massa-uitstervingen toe.   

"Onze resultaten wijzen erop dat er naar alle waarschijnlijkheid een massa-uitsterving van een aanzienlijke grootte zou plaats gevonden hebben op de Krijt-Tertiairgrens, onafgezien van het feit of er al dan niet een inslag van een planetoïde geweest is, en dat kan nu beter kwantitatief aangetoond worden", zei Renne. "Het feit dat er een inslag geweest is, heeft ongetwijfeld de zaken erger gemaakt." 

De Krijt-Paleogeengrens of Krijt-Tertiairgrens is de overgang tussen de tijdperken Krijt en Paleogeen, dat het eerste tijdperk is van het Tertiair. Kort voor of tijdens deze overgang vond een massa-uitsterving plaats waarbij zowat alle dinosaurussen en talloze andere dier- en plantensoorten van de aardbol verdwenen. 

De onderzoekers onderzochten ook de cijfers voor planetoïden. Het verband tussen inslagen en perioden waarin veel soorten verdwenen, was aanzienlijk zwakker en werd nog veel zwakker als er geen rekening werd gehouden met de Chixculub-inslag. Dat wijst erop dat andere bekende, kleinere inslagen geen betekenisvolle uitstervingen veroorzaakt hebben. 

De snelheid waarmee de Deccan Traps in India uitgebarsten zijn, suggereert dat de omstandigheden rijp waren voor een wijdverspreide uitstervingsgolf zelfs zonder de planetoïde, zei Green. De inslag was de dubbele pech die de doodsklokken voor de dinosaurussen luid deed weerklinken, voegde hij eraan toe.   

Basaltvloed-uitbarstingen komen niet vaak voor in de geologische geschiedenis, zei Green. De laatste op een vergelijkbare maar toch beduidend kleinere schaal dan die van de Deccan Traps, vond zo'n 16 miljoen jaar geleden plaats in de Pacific Northwest, een gebied rond de VS-staten Oregon, Washington en Idaho. 

"Hoewel de totale hoeveelheid CO2 die wordt vrijgegeven in de atmosfeer bij de moderne klimaatverandering gelukkig nog steeds veel kleiner is dan de hoeveelheid die vrijkomt bij een large igneous province, stoten we het broeikasgas erg snel uit, wat een reden tot bezorgdheid is", zei Keller. 

Green voegde daaraan toe dat de uitstoot van CO2 ongemakkelijk gelijkaardig is aan de snelheid waarmee de basaltvloeden die ze bestuderen en die een impact hebben op het milieu, het gas uitstootten. Dat plaatst de klimaatverandering in het kader van historische perioden van milieurampen, zei hij. 

De studie van Green, Renne en Keller is gepubliceerd in Proceedings of the National Academy of Science (PNAS). Dit artikel is gebaseerd op een persmededeling van Dartmouth Collega. 

Schrijf je in op onze dagelijkse nieuwsbrieven

Volg ons op sociale media

Bent u getuige van een nieuwsfeit of hebt u zelf nieuws te melden?

Volg VRT NWS op uw smartphone of tablet via de VRT NWS-app.

Beschikbaar voor iOS en Android.