Je leest:

Meer zuurstof in vurig verleden

Meer zuurstof in vurig verleden

Auteur: | 1 september 2008

De zuurstofconcentratie in het Mesozoicum, van 251 tot 66 miljoen jaar geleden, is minimaal 15% geweest. Experimenten tonen namelijk aan dat mos en hout pas blijven branden vanaf deze concentratie. In deze periode zijn vele fossiele houtskoolfragmenten teruggevonden.

Niet alleen vandaag de dag komen verschrikkelijke bosbranden voor, maar ook in het aardse verleden. De hoeveelheid zuurstof is hierbij essentieel. Belcher en McElwain ( University College Dublin) tonen in het wetenschapsblad Science aan dat de zuurstofconcentratie in de atmosfeer minimaal 15% moet zijn geweest in het Mesozoicum (251-66 miljoen jaar geleden).

De heuvels rondom San Diego (V.S.) stonden in brand in 2003.

Neem een kaars en steek hem aan. De kaars blijft net zo land branden totdat deze op is. In de huidige atmosfeer is voldoende zuurstof aanwezig (20,9%) om de kaars blijvend te laten branden. Wanneer er een glas over de kaars wordt gezet, daalt de zuurstofconcentratie en dooft de de vlam van de kaars uiteindelijk.

Experimenten

De vraag is bij welke zuurstofconcentratie een kaars nog kan branden. Dit vroegen onderzoekers Belcher en McElwain zich ook af en wel voor mos, papier, lucifers en dennenhout van Pinus caribaea. Bij concentraties vanaf 17% brandde de kaars continu, terwijl er 18% zuurstof nodig was om de lucifer, het papier en het dennenhout tot as te verbranden. Voor mos was slechts 15% nodig. Het experiment is gedaan met een gelijk blijvende omgevingstemperatuur van 20°C, terwijl de CO2 concentratie gevarieerd werd. De CO2 concentratie bleek echter niet van invloed.

Geel is warm en paars is koud in deze figuur. Links: de maximumtemperatuur van mos is lager dan die van de warmteplaat eronder; rechts: de temperatuur van sommige mosdeeltjes is hoger dan die van de warmteplaat bij 15% zuurstof. Vanaf deze concentratie kan het mos blijvend branden volgende de twee onderzoekers. Bron: Science

Mesozoicum

Maar vanwaar al deze ophef over een paar experimenten? Deze experimenten tonen namelijk aan dat de zuurstofconcentratie in het Mesozoicum, dat plaatsvond tussen 251 en 66 miljoen jaar geleden, hoger moet zijn geweest dan gedacht. Eerdere schattingen toonden aan dat de zuurstofconcentratie 10-12% zou zijn. Echter, in deze periode kwamen bosbranden voor, aangetoond door vondsten van bijvoorbeeld verbrande en daarna gefossiliseerd houtskool. Toen de bosbranden plaatsvonden, moet de zuurstofconcentratie dus minimaal 15% zijn geweest. Mos en dennenhout blijft immers niet branden bij een lagere concentratie zo tonen de experimenten aan.

Een bosbrand in het Bitterroot National Forest in Montana, V.S. Bron: USDA

Restanten van bosbranden zijn echter niet om de paar jaar gevonden, maar om de miljoenen jaren. Dit geldt bijvoorbeeld voor de perioden 250-236 en 236-222 miljoen jaar geleden. In de tussentijd kan de zuurstofconcentratie dus wel lager of zijn geweest. Is dit misschien de reden dat er in die periode geen houtskool is gevonden? De onderzoekers zelf geven als reden op dat er van die periode niet zo veel gesteente bewaard is gebleven, maar ook dat het gesteente uit die periode veelal niet geschikt was om houtskool te bewaren.

Toekomst

Vervolgonderzoek zal zich waarschijnlijk richten op perioden van massale uitsterving zoals rond de Perm-Trias grens (251 miljoen jaar geleden) en de Trias-Jura grens (200 miljoen jaar geleden). Wordt rond deze periodes ook veel houtkool gevonden, dan lijkt een lage zuurstofconcentratie als oorzaak van deze extinctie uitgesloten.

Ook de rook van een bosbrand kan tot levensbedreigende situaties leiden. Bron: NASA

Referentie:

Belcher, C.M. & McElwain, J.C., 2008. Limits for combustion in low O2 redefine paleoatmospheric predictions for the Mesozoic. Science 321: 1197-1200.

Zie ook:

Dit artikel is een publicatie van NEMO Kennislink.
© NEMO Kennislink, sommige rechten voorbehouden
Dit artikel publiceerde NEMO Kennislink op 01 september 2008

Discussieer mee

0

Vragen, opmerkingen of bijdragen over dit artikel of het onderwerp? Neem deel aan de discussie.

NEMO Kennislink nieuwsbrief
Ontvang elke week onze nieuwsbrief met het laatste nieuws uit de wetenschap.