Lava en water zorgen voor explosies. Enorme hoeveelheden lava maken een ecologische ramp. Zoiets gebeurde 260 miljoen jaar geleden in zuidwest China. Grootschalig vulkanisme zorgde voor een massa-uitsterving van micro-organismen in de oceaan. Samen met collega’s schrijft Paul Wignall (Universiteit van Leeds) hierover in Science.

Massavulkanisme

De versteende resten van lava liggen tussen kalksteen. Dit is vergelijkbaar met een hamburgersandwich: het brood is de kalksteen en het lavapakket de hamburger. Wetenschappers schatten het totale volume aan lava tussen 0,25 miljoen en 1 miljoen km3. Ter vergelijking: de Vesuvius die Pompeii en Herculaneum bedolf in 79 n. Chr. spuugde ‘slechts’ 4 km3 as en lava uit. De resten van de lava in China die niet geërodeerd zijn, liggen 300 km uit elkaar. Dit is vergelijkbaar met de hemelsbrede afstand tussen Groningen en Maastrichtt. Zuidwest China was rond 260 miljoen jaar geleden dus een zwarte onbewoonbare vlakte, dat deels onder water lag.

De uitvloei van lava vond in twee pulsen plaats. Na het eerste pakket lava vormde zich weer kalksteen. Sommige van deze kalkstenen bestaan uit heuse sponsriffen van 30 meter dik. Daaroverheen is een 200 meter dik pakket met lava te vinden. De sandwich bestaat dus eigenlijk uit twee hamburgers gescheiden door een sneetje brood (kalksteen).

De Deccan Traps is een andere voorbeeld van grootschalig vulkanisme. Deze vond plaats op het einde van het Krijt toen de dinosauriërs het moeilijk kregen.

GNU

Fossielen

Alle kalksteen vormde zich dichtbij de kust. De aanwezigheid van versteend lava was al bekend; de invloed op het zeeleven niet. Paul Wignell en collega’s verzamelden daarom monsters uit de kalksteen. Onder de microscoop bestudeerden ze de microfossielen zoals foraminiferen en algen. Hieruit blijkt dat veel soorten uitstierven toen het vulkanisme begon. De fauna herstelde zich daarna weer en andere soorten namen de plaats van de uitgestorven soorten. Wat er na de tweede puls van vulkanisme precies gebeurde is nog onduidelijk.

De onderzoekers denken dat zure regen of een afkoeling de oorzaken zijn van de extinctie. Dit zijn directe gevolgen van vulkanisme. Door vulkaanuitbarstingen komen namelijk grote hoeveelheden vaste en vloeibare deeltjes (aerosolen) in de atmosfeer. Hierdoor koelt het af. Vulkanisme stoot echter ook een enorme hoeveelheid zwavel uit, waarvan een deel in de atmosfeer belandt. Het gevolg? Zure regen!

Enkele voorbeelden van foraminiferen die op de zeebodem leven.

USGS

Ten slotte

Het vulkanisme had dus een enorme invloed op de regio. Wat het effect was op de grotere beesten blijft gissen, maar ook die zullen het zwaar te verduren hebben gehad. De effecten van het vulkanisme waren waarschijnlijk wereldwijd. De (relatief kleine) uitbarsting van de Pinatubo in 1991 zorgde immers al voor een tijdelijke, wereldwijde temperatuursdaling van een halve graad.

Toch is dit niet een heel grote massa-extinctie. Ten eerste omdat het effect op de microfossielen regionaal vooralsnog alleen regionaal is aangetoond. Verder onderzoek kan het tegendeel uitwijzen. Ten tweede omdat andere massa-extincties groter zijn. Slechts tien miljoen jaar later vond de grootste massa-extinctie ooit plaats waarbij 90% van al het leven uitstierf. Op de Perm-Trias grens. De relatief kleine massa-extinctie van 260 miljoen jaar geleden is dus een voorproefje geweest voor wat het leven rond 251 miljoen jaar te wachten stond!

Zo moet het landschap in zuidwest Chinese er 260 miljoen jaar geleden hebben uitgezien. Lava stroomt de zee in. De heftige reactie zorgt voor een kenmerkend gesteende dat de wetenschappers terugvonden. Deze afbeelding komt van Hawaii.

Creative Commons

Referentie:

Wignall et al., 2009. Volcanism, Mass Extinction, and Carbon Isotope Fluctuations in the Middle Permian of China. Science 324: 1179-1182.

Zie ook:

• Dino’s overleefden de Krijt-Tertiair grens (Kennislinkartikel)
• Toch snelle uitsterving dino’s? (Kennislinkartikel)
• Grootste massa-uitsterving geleidelijk (Kennislinkartikel van NGV Geonieuws)
• Aanwijzingen voor grote inslag op grens Perm-Trias (Kennislinkartikel van NGV Geonieuws)
• Apocalyps (Kennislinkartikel)
• Uitstervingen door zeespiegelfluctuaties (Kennislinkartikel)