Je leest:

Zuurstofrijke supercontinenten

Zuurstofrijke supercontinenten

Auteur: | 30 juli 2008

In de aardse geschiedenis zijn supercontinenten ontstaan die vervolgens weer opbraken. Tijdens de vorming stijgt de zuurstofconcentratie in de atmosfeer én bij het opbreken daalt deze juist weer, belangrijk voor het leven op aarde. Dit alles verklaren onderzoekers Campbell en Allen door een kettingreactie, waarbij de afbraak van bergen cruciaal is.

Ongelofelijk maar waar: 225 miljoen jaar geleden zaten alle huidige continenten nog aan elkaar vast. Dit is niet één keer gebeurd maar meerdere malen in de afgelopen paar miljard jaar. Zuurstof lijkt hier niet zo veel mee te maken te hebben. Of toch wel? Volgens de Campbell ( Australian National University) en Allen ( Okayama University, Japan) wel, want de vorming van supercontinenten veroorzaakte een stijging van de zuurstofconcentratie, aldus hun artikel in Nature Geoscience. Belangrijk, want zuurstof bepaalt en bepaalde het leven op aarde.

Het Russische Oeral gebergte ontstond zo’n 300 miljoen jaar geleden tijdens de vorming van het voorlopig laatste supercontinent Pangea. Bron: Creative Commons

Kettingreacties

De onderzoekers stellen het zich als een kettingreactie voor. Er ontstond een supercontinent door het botsen van kleinere continenten. Hierdoor ontstonden enorme gebergten en hoe hoger een berg, hoe sneller de afbraak ervan (erosie). Het materiaal, met voedingsstoffen zoals ijzer en fosfor daarin, kwam massaal in de oceanen terecht. Zuurstofproducerende organismen zoals algen en cyanobacterieën profiteerden en de zuurstofconcentratie in de atmosfeer nam toe.

Daarnaast zorgde het geërodeerde materiaal ervoor dat koolstof en pyriet snel begraven werden. Er kwam namelijk steeds weer nieuw zand en klei overheen. Juist koolstof en pyriet zouden een chemische reactie aan kunnen gaan met zuurstof om het te binden. Het verhinderen hiervan zorgde er nog eens extra voor dat de zuurstofconcentratie kon stijgen.

De zuurstofconcentratie steeg stapsgewijs. De grijze balken zijn perioden van supercontinentvorming. Bron: Ian Campbell / Nature

Zeven stappen

De zuurstofconcentratie is in zeven stappen gestegen. Vijf van deze vallen samen met de vorming van een supercontinent. De laatste (en lichte) stijging van de zuurstofconcentratie vond vanaf 50 miljoen jaar geleden plaats toen India op Azië botste. Ook hier werd een enorm gebergte opgeworpen: de Himalaya’s. Tijdens relatief tektonisch rustige perioden (zoals het opbreken van de supercontinenten) daalt de zuurstofconcentratie weer. Dat is slechts aangetoond voor de laatste twee periode van breken van een supercontinent, omdat er geen goede zuurstofbepalingen voor oudere periodes waren.

Alleen supercontinenten belangrijk?

Niet alle wetenschappers zijn het eens met Campbell en Allen. Zo zegt Berner ( Yale University) in een reactie aan Nature dat de kolonisatie van de aarde door bomen niet is meegenomen en dat kringloop van koolstof ook genegeerd is. Dit gaat echter alleen over de laatste 400 miljoen jaar. Ander opvallend punt is dat de zuurstofconcentratie al stijgt vanaf 2,5 miljard jaar geleden, zij het met stappen. Dat betekent dat er ook andere processen belangrijk zijn voor de zuurstofconcentratie in de atmosfeer zoals bijvoorbeeld het leven zelf.

Het Himalaya gebergte stijgt nog steeds. Bron: NASA

Zuurstof en leven

Dat zuurstof belangrijk is voor het tegenwoordige leven op aarde is voor iedereen duidelijk. Maar het is ook in het verre verleden belangrijk geweest voor de ontwikkeling van het leven. Toen de zuurstofconcentratie in de atmosfeer hoog werd vanaf circa 550 miljoen jaar geleden, ontstonden planten en bomen maar ook grote dieren. Bijvoorbeeld, insecten en amfibieën werden gigantisch groot in het Carboon (360 – 300 miljoen jaar geleden) toen de zuurstofconcentratie maar liefst 35% was ten opzichte van 21% nu. Tot in het opvolgende Perm (300-250) was de zuurstofconcentratie hoog en zo ook vele organismen.

Libelles konden in het Carboon een spanwijdte van 75 cm bereiken. Bron: Creative Commons

Toekomst

Ook in de toekomst zal er weer een supercontinent ontstaan volgens wetenschappers. Dat zou over 250 miljoen jaar het geval zijn en de enorme landmassa zou dan rond de evenaar liggen. Als de zuurstofconcentratie dan weer zo hoog wordt als in het Carboon en Perm dan helpen vliegenmeppers waarschijnlijk niet meer.

Referentie:

Campbell & Allen, 2008. Formation of supercontinents linked to increases in atmospheric oxygen. Nature Geoscience, online publicatie van 27 juli 2008.

Dit artikel is een publicatie van NEMO Kennislink.
© NEMO Kennislink, sommige rechten voorbehouden
Dit artikel publiceerde NEMO Kennislink op 30 juli 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.