Dinosauriërs en andere dier- en plantengroepen zijn massaal uitgestorven op de Krijt-Tertiar grens, zo’n 65 miljoen jaar geleden. Nieuw onderzoek toont aan dat grote vulkanische uitbarstingen waarschijnlijk de grootste oorzaak zijn en niet een meteorietinslag (Yucatan, Mexico). De atmosfeer werd vergiftigd door het vrijkomen van chloor en zwavel bij het uitstromen van de gigantische lavastromen, die nu onder andere het Deccan Plateau in India vormen. Ook trad grote afkoeling op.

Krijt

Op het einde van het Krijt waren er perioden van waarschijnlijk honderden jaren met heftige vulkanische activiteiten. Deze zorgden gedurende enkele honderdduizenden jaren voor afkoeling en het langzaam verzwakken en uitsterven van flora en fauna.

Gasuitstoot

De gigantische uitstoot van zwavel en chloor bewijzen de onderzoekers onder meer door de bepaling van de chemische samenstelling van gasbelletjes. Deze zijn ingesloten in de lava op het Deccan Plateau.

Op grond van die samenstelling, in combinatie met de hoeveelheid van gasbelletjes per hoeveelheid lava, berekenden ze dat bij het uitstromen van iedere km³ lava 3,6-5,4 miljoen ton zwaveldioxide werd uitgestoten. Bij iedere grote eruptieperiode is zo’n 1000 km³ uitgestroomd. Dus in één zo’n periode kwam 3,6-5,4 miljard ton zwaveldioxide vrij.

Klimaatreconstructie

Het is niet mogelijk om via rekenkundige modellen vast te stellen wat de invloed op het klimaat was van een dergelijke, herhaalde uitstoot. Daarvoor verschilde het klimaat van toen teveel met het huidige klimaat. Ook de onderlinge positie van de continenten, die voor het klimaat van grote invloed is, was anders dan nu.

Zwaveldioxide

Wel staan enkele zaken vast omdat chemische en fysische natuurwetten onveranderlijk zijn. Zo weerkaatst zwaveldioxide een deel van het zonlicht, een temperatuursdaling veroorzakend in tegenstelling tot CO₂. Daar staat tegenover dat CO₂ eeuwenlang in de atmosfeer verblijft, terwijl zwaveldioxide daar binnen enkele jaren uitregent. Het afkoelende effect was dus kort, maar het effect van de ontstane zure regen was zeer groot en zeer schadelijk.

Halogenen

Een langduriger effect hadden waarschijnlijk de halogenen (edelgassen), vooral chloor (en in mindere mate broom en fluor). Deze zeer schadelijke gassen spelen nu een geringe rol bij vulkanische uitbarstingen, maar op het einde van het Krijt werden in het huidige India zulke enorme hoeveelheden lava uitgestoten dat ook de uitstoot van halogenen groot was.

Het gaat volgens de chemische bepalingen om een paar honderd ppm (parts per million = deeltjes per miljoen deeltjes) van zowel zwavel als chloor. Echter, in de ingesloten gasbelletjes gaat het om gemiddeld zo’n 1400 ppm zwavel en 900 ppm chloor. De hoeveelheid uitgestoten chloor moet daarom zo’n miljoen ton per km³ lava zijn geweest. Dit is meer dan genoeg om de flora en fauna extreme schade toe te brengen.

Omdat in 500.000-800.000 jaar veel meer dan een miljoen m³ uitvloeide, kan de massauitsterving op de Krijt/Tertiair grens hierdoor verklaard worden.

Referenties:

Self et al. 2008. Sulfur and chlorine in Late Cretaceous Decan magmas and eruptive gas release. Science 319: 1654-1657. Scaillet, B., 2008. Are volcanic gases serial killers? Science 319: 1628-1629.

N.B.: De drie foto’s met details van lava zijn niet afkomstig van het Deccan Plateau, maar van de Kilauea (Hawaï); ze geven weer hoe de situatie op het Deccan Plateau geweest moet zijn tijdens het uitstromen van de basaltische lava’s.