Wat hebben sommige planten, reptielen, slakken, tweekleppigen, inktvisachtigen, brachiopoden en amfibieën met elkaar gemeen? Al deze groepen leden grote verliezen in soortenaantal, maar overleefden de eind-Trias-uitsterving uiteindelijk wel. Conodonten (lancetvisachtigen) daarentegen hielden helemaal op te bestaan. In totaal stierf bijna 80 procent van alle levende soorten op aarde uit. Wat was daarvan de oorzaak?
Dertig procent van de geslachten in de oceaan stierf uit, de helft van de vierpotigen legde het loodje en een deel van de planten werd vervangen. Dan hebben we het over de eind-Trias-extinctie. Waar de massa-extincties rondom de grens van Krijt en Paleogeen en die van Perm en Trias veel media-aandacht krijgen, is de massa-extinctie van eind Trias veel minder bekend. Toch is het één van de grootste ooit in onze aardse geschiedenis.
Wanneer?
De belangrijkste uitsterving vond 201,4 miljoen jaar geleden plaats, net voor de Trias-Jura-grens op 199,6 ± 0,6 miljoen jaar geleden. Deze uitsterving valt in het Rhaetien, een onderdeel van de Trias-periode. Veel wetenschappers praten echter van de Trias-Jura-massa-extinctie waar ze eigenlijk hetzelfde mee bedoelen. Eén van de redenen daarvoor is dat sommige wetenschappers voor hun berekeningen aannamen dat veel organismen precies op de grens uitstierven, terwijl bij nader onderzoek bleek dat ze in werkelijkheid net voor de Trias-Jura-grens op hielden te bestaan.
Wie?
Eerst even wat getallen om een idee te geven van de omvang van deze massa-extinctie. Maar liefst 76 procent van de soorten op aarde stierf uit; twintig procent van alle in de oceaan levende families verdween. Met recht is de eind-Trias-extinctie een massa-extinctie!
Met name een deel van de inktvisachtigen waaronder ammonieten (31 families stierven uit), maar ook groepen reptielen, slakken, tweekleppigen, brachiopoden, amfibieën, sommige planten (vooral varens) en microfossielen stierven uit. Voor de conodonten (lancetvisachtigen) was de eind-Trias-extinctie zelfs einde verhaal alsook voor de raadselachtige conulariden, een groep die vaak is ingedeeld bij de neteldieren.
Ammonieten, brachiopoden, tweekleppigen en conodonten stierven stapsgewijs uit. Plotselinge uitstervingen zijn te vinden voor sommige microfossielen op bepaalde plaatsen. Ook de rifbouwende koralen hadden het moeilijk: na de grens komen er nauwelijks koraalriffen meer voor.
Waar?
De periode van uitsterving is op diverse plaatsen ter wereld te vinden. Lang waren wetenschappers het oneens welke plaats nu het schoolvoorbeeld van de grens zou moeten zijn, maar in 2010 werd dan toch de knoop doorgehakt. De Kuhjoch-ontsluiting bij Tirol in Oostenrijk is het geworden, mede door onderzoek van de Universiteit Utrecht. Andere plaatsen ter wereld waar de grens te zien is, liggen vooral in Europa en Noord-Amerika, en in mindere mate in Afrika en Azië. Het bovenste gedeelte van de Trias is ook in de Winterswijkse steengroeve te vinden; de Trias-Jura-grens zelf helaas niet.
Hoe?
De eind-Trias-massa-extinctie is één van de minst begrepen uitstervingsperioden: er zijn tal van mogelijke verklaringen. Net zoals bij de Krijt-Paleogeen-grens is de inslag van een hemellichaam geopperd als oorzaak, ook omdat er in de Verenigde Staten extra iridium is gevonden rond de grens. Onomstotelijk bewijs is echter nog niet gevonden.
De Manicouagan-krater in Quebec (Canada) leek lange tijd een mogelijk bewijs te zijn. Onderzoek gepubliceerd in 1992 wees dat echter resoluut van de hand: de krater van 100 km in diameter was tien miljoen jaar ouder dan de uitsterving. Veel andere, kleinere kraters zijn nog ouder, de datering is te onnauwkeurig, of ze zijn te klein. Wetenschappers becijferden dat een kraterdiameter van meer dan 145 km nodig is om meer dan 45 procent van het leven op aarde uit te roeien.
Ook zeespiegelveranderingen zijn genoemd als oorzaak. Dit blijkt vooral te gelden voor westelijk Europa waar het gebied omhoog kwam aan het einde van de Trias. De regionale zeespiegel daalde dus. Historisch gezien is hier ook het meeste onderzoek gedaan. Uiteraard kunnen zeespiegelveranderingen de uitstervingen op het land maar moeilijk verklaren. Nee, daarvoor is langdurige klimaatverandering nodig, ook één van de genoemde oorzaken.
Het was inderdaad warm en droog op aarde (met Australië en Groenland als uitzonderingen) gezien de vele indampingsgesteenten uit de eind-Trias. Ook zijn er maar weinig steenkoolafzettingen (afkomstig van moerassen) bekend. Op lage breedtegraden heerste vooral droogte, terwijl op hoge breedtegraden meer water aanwezig was.
De belangrijkste kandidaten voor de eind-Trias-uitsterving zijn tot op heden grootschalig vulkanisme (net zoals bij de Krijt-Paleogeen- en de Perm-Trias-grens) en het vrijkomen van grote hoeveelheden CO2 van de zeebodem. Op hun beurt kunnen die het klimaat ook flink beinvloeden.
Op het einde van de Trias gebeurde het onvermijdelijke: het supercontinent Pangea (bestaande uit alle tegenwoordige werelddelen) brak in vele stukken. Dat was met name te merken in westelijk Noord-Afrika, zuidelijk Europa en oostelijke gedeelten van de Amerika’s. Gedurende enkele miljoenen jaren lang stroomde lava over een groot oppervlak. Het ging voornamelijk om gemakkelijk stromend, basaltische lava.
Het geschatte oppervlakte is enorm met 11 miljoen km2 (ietsje groter dan de VS); een volume van in totaal 2 miljoen km3 aan lava stolde. Er is echter een probleempje: hoe oud de gesteenten precies zijn is vaak onduidelijk. Sommige gedeelten lijken wat ouder te zijn dan massa-extinctie zelf, andere delen weer jonger.
Met het aan het oppervlak komen van deze enorme hoeveelheden magma, kwam ook CO2 naar boven. Wetenschappers denken dan ook dat dit gas verantwoordelijk is voor een versterkt broeikaseffect. Een grove schatting is een stijging van de CO2 concentratie in de atmosfeer met 100 deeltjes per miljoen (ppm). De tegenwoordige concentratie is zo’n 391 ppm, een ruime honderd meer dan voor de industriële revolutie rond 1850 met 285 ppm. Lawrence Tanner (Le Moyne College, V.S.) concludeert dat de honderd extra deeltjes waarschijnlijk niet genoeg waren om het leven op aarde flink te verstoren.
Hoe groot het effect was van de vrijkomende zwaveldioxide (SO2) is niet precies bekend. Hoge uitstoot kan echter zorgen voor een koele periode van mogelijk tot 10°C kouder op aarde bij omzetten naar H2SO4-aerosolen die het binnenkomende zonlicht terugkaatsen in de stratosfeer. Daarentegen kan SO2 in de lage atmosfeer hebben gezorgd voor een kortstondige opwarming. Zure regen heeft mogelijk een effect gehad op de continenten; de oceanen vonden nauwelijks effecten. Toch denken onderzoekers dat de vulkaanuitbarstingen vooral regionale effecten hadden en veel minder een globale invloed.
Een belangrijke clou over de oorzaak komt uit de waarden van koolstof-isotopen rondom de grens. De lage waarden van de zogenaamde δ13C vertellen dat de globale koolstofkringloop flink verstoord was. De CO2-uitstoot van vulkanen alleen kan daar niet voor hebben gezorgd.
Een oplossing zijn zogenaamde methaanhydraten. Ze liggen opgeslagen in de zeebodem en bevatten enorme hoeveelheden methaan (CH4) in de kristalstructuur van water, zo een soort ijs vormend. In 2001 stelden wetenschappers al voor dat het vrijkomen van dit koolstof de massa-extinctie had veroorzaakt.
Gloednieuw onderzoek van onder meer Micha Ruhl (Universiteit Utrecht) vertelt dat dit heel snel gebeurde: in 10.000-20.000 jaar kwamen grote hoeveelheden koolstof in de atmosfeer waardoor de aarde flink opwarmde. Een deel van het koolstof komt namelijk als broeikasgas in de atmosfeer terecht, als methaan zelf of als CO2. Onderzoek uit 2005 liet zien dat er veel meer warmere dagen op aarde voorkwamen in de late Trias met 2 tot 8 maal zoveel CO2 ten opzichte van de industriële revolutie (285 ppm). In de oceanen was veel minder zuurstof aanwezig. Het leven op aarde ging dus een moeilijke tijd tegemoet.
Na de uitsterving
Veel diergroepen kregen een enorme klap te verwerken. Toch stierven er weinig diergroepen uit met als uitzondering de conodonten en conulariden. Vooral de dinosauriërs bleken achteraf gezien baat te hebben bij de massa-extinctie. In Noord-Amerika waren ze ongeveer 10.000 jaar na de grens flink groter. Paul Olsen (Columbia University, New York staat) denkt dat de dinosauriërs veel minder competitie hadden als gevolg van de uitsterving en zo groter konden groeien. De tijd van de dinosauriërs was nu echt aangebroken en zou nog 135 miljoen jaar duren.
Zie ook:
- Methaanscheet en de eind Trias massa-extinctie (Kennislinknieuws)
- De Krijt-Tertiair massa-extinctie (Kennislinkartikel)
- De langste lavastromen op aarde (Kennislinkartikel van NGV Geonieuws)
- Grootste massauitsterving waarschijnlijk gevolg van plotseling broeikaseffect (Kennislinkartikel van NGV Geonieuws)
- Vulkanisme zorgde voor massa-uitsterving (Kennislinknieuws)
- Uitstervingen door zeespiegelfluctuaties (Kennislinknieuws)