De eerste grote massa-uitsterving op aarde vond plaats rond 445 miljoen jaar geleden. Vooral de organismen in de oceaan stierven massaal uit. Op het land echter niet, omdat het land simpelweg nog nauwelijks bewoond was. In tegenstelling tot veel andere massa-extincties zijn bijna alle wetenschappers het eens over de oorzaak van de Laat-Ordovicische massa-extinctie.
Sinds de Cambrische explosie van het leven zo’n 540 miljoen jaar geleden, ontwikkelde het leven zich voorspoedig. Na het Cambrium (542-488 miljoen jaar geleden) nam in het opvolgende Ordovicium (tot 444 miljoen jaar geleden) gedurende de Ordovicische Radiatie de soortendiversiteit nog sneller toe. Helemaal aan het einde van deze periode werd het leven voor het eerst echt getest. Dit artikel gaat over de Laat-Ordovicische massa-extinctie; een uitsterving waarvan de werkelijke oorzaak in tegenstelling tot veel andere massa-extincties behoorlijk goed bekend is.
Wanneer?
De massa-extinctie vond plaats rond 445 miljoen jaar geleden in het laatste tijdvak van het Ordovicium, het Hirnantien. De uitsterving vond plaats in twee perioden: aan het begin en aan het einde van het Hirnantien. Er zat slechts één miljoen jaar tussen deze twee uitstervingen en dat is geologisch gezien niet bijzonder veel. Daarom staan deze twee uitstervingen samen bekend als de Laat-Ordovicische massa-extinctie. Sommige onderzoekers spreken overigens over de Ordovicium-Siluur uitsterving, omdat de uitsterving zo dicht bij de grens van de ene naar de andere grote tijdsperiode plaatsvond.
Wie?
De oudste van alle massa-extincties die we kennen is tevens de op één na zwaarste: 85% van alle (oceanische) soorten op aarde legden het loodje. Alleen de Perm-Trias extinctie pleegde een zwaardere aanslag op het leven (96% van de oceaanbewoners). Op geslachts- en familieniveau zijn de verliezen een stukje minder met 49% en 26%, respectievelijk. Elke groep organismen kreeg een klap, al kwamen sommige groepen er beter vanaf dan andere.
Brachiopoden (armpotigen) waren volop te vinden in de oceanen in het Ordovicium; ze filterden het water op de bodem van de oceaan op zoek naar voedsel. Zij waren één van de grote slachtoffers van de uitsterving, vooral de endemische soorten. Maar liefst meer dan 60% van de geslachten was verdwenen na het Hirnantien. Hoeveel koralen precies uitstierven is niet bekend, maar zeker tientallen procenten overleefden de grens niet. Over de stekelhuidigen is meer bekend: 70% van de zeelelies verdween in Noord-America. Van de cystoïden, een groep die later zou uitsterven in het Devoon, is niet veel bekend.
Mosdiertjes (Bryozoa) hadden het relatief makkelijk, want slechts 11% van de families verdween. Conodonten – de microscopisch kleine tandjes van visachtigen gelijkend op lancetvisjes – kwamen er bekaaid vanaf met een verlies van 80% van de soorten. Van ostracoden – tweekleppige kreeftachtigen – stierf eenderde van de families uit. Van de koppotigen (Cephalopoda) hadden zich alleen de nautilussen nog maar ontwikkeld als schaaldragers. Deze toprovers in de Ordovicische oceanen overleefden de uitsterving maar net: zeven van de acht ordes leden zware verliezen en één stierf helemaal uit. Zware verliezen leden ook de graptolieten en sommige microfossielen.
Trilobieten zijn één van de bekendste fossielen ter wereld, en bewoonden de oceanen al sinds het Cambrium. Ook zij ontkwamen niet aan de zware klap: 70% verdween door de uitsterving. Van de slakken (gastropoden) en tweekleppigen (bivalven) stierf 31 en 60% van de geslachten uit.
Planten waren nog maar nauwelijks aanwezig op het land; in hoeverre zij verliezen leden is dan ook onbekend. Hetzelfde geldt voor dieren die op het land leefden.
Waar?
De organismen die in ondiepe binnenzeeën leefden, kregen het het zwaarst te verduren door veranderingen in de globale zeespiegel. Deze fauna’s waren vaak heel specifiek voor bepaalde delen van de wereld; de organismen daarin kwamen niet op andere plaatsen voor. Door een dalende en weer snel stijgende zeespiegel in het Hirnantien, moesten zij razendsnel verhuizen naar de ondiepe open zee waar al veel andere organismen leefden die aangepast waren aan dit leefgebied. Veel van deze endemische soorten overleefden het Hirnantien dan ook niet. Van de organismen die een grotere verspeiding hadden, overleefden er meer.
De plaatsen op aarde waar deze uitsterving bestudeerd kan worden liggen niet in Nederland, maar wel in noordelijk Afrika, Zuid-Afrika, Canada, Groot-Brittannië, China, Saoedi-Arabië, Argentinië, Bolivia, Brazilië, V.S. en Noorwegen.
Hoe?
Aan het einde van het Ordovicium koelde de aarde drastisch af, ondanks dat er 16 maal zoveel CO2 in de atmosfeer was dan tegenwoordig. Toch kon dit gebeuren omdat de zon een stukje minder fel was met 95,5% ten opzichte van nu. De ijstijd begon aan het einde van het Hirnantien en eindigde aan het einde van dezelfde periode. Bewijzen hiervan zijn terug te zien in de landschapsvormen die na al die miljoenen jaren nog steeds bewaard zijn gebleven zijn zoals morenen, drumlins, till-sedimenten en groeven in gesteenten in Afrika, Azië en Zuid-Amerika.
De ijskap besloeg 30 miljoen km2, wat overigens minder is dan de ijskappen tijdens de koude perioden in het Pleistoceen met een oppervlakte van 44 miljoen km2. Al het landijs lag op het zuidelijke halfrond, omdat er geen continenten nabij de Noordpool lagen.
Uiteraard had deze ijstijd een groot effect op het zeeniveau: de globale zeespiegel daalde en steeg weer na de ijstijd met minder dan 100 m. Dit dalen gevolgd door stijgen van de zeespiegel is de hoofdoorzaak van de twee pulsen van uitsterving. Bij het begin van de ijstijd ging veel leefgebied verloren voor de organismen in de ondiepe zeeën. Bovendien werd het plots veel kouder. Veel soorten konden dat niet aan en stierven uit. Aan het einde van de ijstijd werd het weer warmer, en kregen veel groepen weer een klap.
Waarom de ijstijd precies ontstond is niet zo goed bekend, al zijn er wel twee theorieën. Mogelijk kwamen er meer voedingsstoffen vanuit grote diepte aan het oceaanoppervlak. Micro-organismen vonden dat heerlijk en plantten zich als razende voort. Nadat ze stierven, zonken ze naar de bodem. Daarmee namen ze organisch koolstof mee, wat uiteindelijk afkomstig was uit de atmosfeer (CO2).
Onderzoek in de Amerikaanse staten Idaho en Wisconsin liet echter zien dat de CO2-concentratie in de atmosfeer helemaal niet zoveel daalde. Een andere theorie is daarom dat de vorming van bergen veel gesteente blootlegde. Door meer verwering daalde de CO2-concentratie iets, want een deel van de verweringsprocessen gebruikt namelijk CO2. Hierdoor startte de ijstijd. In de loop van de ijstijd bedekte steeds meer ijs de gesteenten waardoor de CO2-concentratie weer steeg en zo uiteindelijk het einde van de ijstijd inluidde.
Een andere oorzaak voor een deel van de uitstervingen zou zuurstofschaarste in de diepe oceaanwateren kunnen zijn. Dit is aangetoond voor zuidelijk China en geldt wellicht ook voor meer gebieden. Mogelijk werd er aan het begin van het Hirnantien minder CO2 in de atmosfeer gepompt door verminderde vulkanische activiteit. Een heel andere theorie is die van kortdurende, schadelijke gammastraling vanuit de ruimte die ozon afbrak; alhoewel hier geen duidelijk bewijs voor is.
Na de uitsterving
Bij veel andere massa-extincties verdwenen complete diergroepen. Dat is bij de Laat-Ordovicische massa-extinctie wel anders, want alle grote diergroepen overleefden. De uitsterving had wel een groot effect op twee groepen koralen: waar voor de uitsterving de tabulate koralen nog de overhand hadden, daar hadden de rugosa koralen de grootste biodiversiteit in het Siluur en opvolgende perioden.
De meeste groepen organismen herstelden zich echter weer in enkele miljoenen jaren. De diversiteit op geslachtniveau was binnen 10 miljoen jaar na de uitsterving weer op het niveau van daarvoor; sommige gebieden zoals Laurentia al in 5 miljoen jaar.
De hoofdprijs voor snel herstel verdienen de graptolieten; zij herstelden zich al op het einde van het Ordovicien. Ook al stierven enorm veel soorten uit, toch was deze massa-extinctie slechts een opmaat voor veel ingrijpendere extincties die het leven op aarde blijvend zouden veranderen.
Zie ook:
- Landplanten miljoenen jaren ouder (Kennislinknieuws)
- Oudste bodem ter wereld ontdekt (Kennislinknieuws)
- Uitstervingen door zeespiegelfluctuaties (Kennislinknieuws)