Methaanscheet en de eind Trias massa-extinctie

Methaanscheet en de eind Trias massa-extinctie: "

Methaan brandt prima als het vrijkomt uit ijs van de zeebodem. Afbeelding: © USGS

Rond 201,4 miljoen jaar geleden was het een hel op aarde. De toenmalige dieren en planten worstelden om te overleven in een wereld die totaal anders was dan nu. Bijna 80% van het leven stierf uit tijdens deze eind Trias massa-extinctie. Hoe dit nu toch mogelijk was, is nog steeds vrij onbekend.

De Nederlander Micha Ruhl (Universiteit Utrecht) en collega’s hebben echter een mogelijke verklaring gevonden: zij wijten de uitsterving aan het massaal vrijkomen van methaan dat opgeslagen was in de zeebodems. Oftewel een ‘methaanscheet’. Het nieuws werd vandaag gepubliceerd in Science.

Daartoe onderzochten de wetenschappers een gebied in westelijk Oostenrijk, de zogenaamde Kuhjoch en Hochalplgraben ontsluitingen dichtbij Tirol. Net als op andere plaatsen ter wereld vonden ze hier aanwijzingen voor een verandering in de globale koolstofcyclus. Er bleek namelijk veel meer koolstof-12 (C-12) in organische moleculen te zitten ten opzichte van C-13 in vergelijking met de aardlagen erboven èn eronder. Die organische moleculen zijn afkomstig van het waslaagje van planten gevonden in de aardlagen. En laat nou die verandering in koolstof precies samenvallen met de eind Trias massa-extinctie.

Een beeld van een bestudeerde ontsluiting van eind Trias gesteente in Oostenrijk. Afbeelding: © Micha Ruhl

De massa-uitsterving

In deze periode op aarde stierven bijvoorbeeld de conodonten (lancetvisachtigen) uit, maar ook de conulariden (volgens een deel van de wetenschap een soort neteldier). Andere groepen organismen overleefden de uitsterving wel, maar leden zware verliezen. Hoe kwam dat?

In het verleden dachten wetenschappers aan een inslag van een hemellichaam, massaal vulkanisme en zeespiegeldaling. Vooral grootschalig en langdurig vulkanisme in Noord- en Zuid-Amerika, Afrika en Europa door het opbreken van het supercontinent Pangea leek dè verklaring. Maar nu komt er een theorie bij…

Dit spore uit Oostenrijk komt voor rondom de uitsterving. Afbeelding: © Nina Bonis

Warm

“Het op grote schaal vrijkomen van methaan (CH₄) leidde tot een sterke toename van koolstof in de atmosfeer, wat weer leidde tot sterke veranderingen in het klimaat, met een massa-extinctie mogelijk als gevolg”, vertelt hoofdonderzoeker Ruhl aan Kennislink.

Lawrence Tanner (Le Moyne College, VS), niet verbonden aan het onderzoek: “Dat de isotopenverandering – meer C-12 in dit geval – en de uitstervingen komen door het vrijkomen van methaan resulterend in een broeikaseffect is inderdaad nieuw.”

Een deel van het methaan werd omgezet naar een andere broeikasgas, namelijk CO₂. Mogelijk steeg de koolstofdioxide-concentratie in de atmosfeer met een factor vier. Hierdoor werd het warmer op Aarde, niet in de laatste plaats ook door het methaan zelf dat een 20 tot 25 keer sterker broeikasgas is dan CO₂.

Maar niet alleen een methaanscheet, ook grootschalig vulkanisme stoot netto veel CO₂ uit en kan zo voor opwarming zorgen. Wat is nu de belangrijkste oorzaak? “De periode van massa-extinctie duurde relatief kort, maar zo’n twintig- tot veertigduizend jaar. Het vulkanisme duurde veel langer, zo’n 600.000 tot één miljoen jaar,” zegt Ruhl. Het methaan kwam vrij in slechts tien- tot twintigduizend jaar, wat veel meer overeenkomt met de duur van de massa-uitsterving. Bovendien brengt methaan relatief veel meer C-12 in de atmosfeer in vergelijking met CO₂ van vulkanisme. Het lijkt er dus op dat methaan de belangrijkste oorzaak is voor de opwarming èn uitsterving.

Toch kan vulkanisme hierin wel geholpen hebben. “Tijdens het begin van het vulkanisme kwam er mogelijk net voldoende CO₂ vrij om de aarde en ook de oceanen op te warmen, zodat methaan dat in de zeebodem opgeslagen zat, vrij kon komen. Methaan is een veel sterker broeikas gas dan CO₂, dus toen er een beetje methaan vrijkwam versterkte dat de opwarming van de oceanen.”

Een voorbeeld van gestold lava gevormd rondom de uitsterving. Afbeelding: © Micha Ruhl

Kritiek

Tanner is niet overtuigd van het hele verhaal, want de verandering in C-12 is veel groter in Oostenrijk dan in de oostelijke Verenigde Staten in het Newark-bekken. Bovendien vonden deze veranderingen in de VS en in Oostenrijk mogelijk niet tegelijkertijd plaats. “De waarheid is dat het Newark-bekken, omdat het niet-oceanische aardlagen van oorsprong zijn, niet met zekerheid gecorreleerd kunnen worden aan de oceanische aardlagen (zoals de Oostenrijkse aardlagen). Het zou ideaal zijn om nog zo’n grote verandering te zien (van koolstof) in aardlagen met een oceanische oorsprong. Dat zou aantonen dat dit geen strikt regionaal signaal is”, aldus Tanner.

Er is dus nog genoeg werk aan de winkel. Ook Ruhl wil meer weten: “We weten niet hoeveel warmer het werd. En we weten ook nog niet precies waarom diersoorten in de oceanen uitstierven. Daarnaast zullen we door meer inzicht beter kunnen begrijpen wat we in de toekomst mogelijk kunnen verwachten, als de mens nog veel langer door gaat met het verbranden van fossiele brandstoffen.”

Bron:

• Ruhl et al., ‘Atmospheric Carbon Injection Linked to End-Triassic Mass Extinction’, Science 333 (2011) 430-434.
  
  

Zie ook:

• De eind Trias massa-extinctie (Kennislinkartikel)


• 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)

"