Asteroïde-inslag: zwaveluitstoot minder dodelijk bij uitsterven dinosauriërs

Een internationaal team van wetenschappers heeft aangetoond dat de rol van zwavel tijdens de massa-uitsterving die de niet-vliegende dinosauriërs uitroeide, is overschat. Dit wijst op een mildere 'impactwinter' dan eerder werd gedacht.

Eerdere studies beweren dat de massa-extinctie die de dinosauriërs van de aardbodem veegde, werd veroorzaakt door de uitstoot van grote hoeveelheden zwavel uit gesteenten in de Chicxulub-impactkrater. Een nieuwe studie, geleid door een internationaal team onder leiding van Katerina Rodiouchkina (UGent en VUB in België, Luleå University of Technology in Zweden), stelt dit scenario ter discussie. Met baanbrekende empirische metingen van zwavel in de grenslaag van het Krijt-Paleogeen (K-Pg), toonde het team aan dat de rol van zwavel tijdens de extinctie is overschat.

Ongeveer 66 miljoen jaar geleden sloeg de Chicxulub-asteroïde, met een geschatte diameter van 10-15 kilometer, in op het schiereiland Yucatán (in het huidige Mexico) en creëerde een inslagkrater van 200 kilometer breed. Deze inslag veroorzaakte een kettingreactie van destructieve gebeurtenissen, waaronder een snelle klimaatverandering, die uiteindelijk leidde tot het uitsterven van de dinosauriërs (behalve de vogels) en in totaal ongeveer 75% van alle soorten op aarde. De voornaamste oorzaak was waarschijnlijk de zogenoemde "impactwinter", veroorzaakt door een enorme uitstoot van stof, roet en zwavel in de atmosfeer. Tijdens de impactwinter heerste extreme kou en duisternis, wat leidde tot een terugval in fotosynthese bij planten wereldwijd, met blijvende gevolgen voor ecosystemen gedurende jaren tot decennia na de inslag.

De meeste eerdere studies beschouwden zwavel als de belangrijkste factor bij de afkoeling en extinctie na de inslag. Er blijkt echter zeer sterke variatie te zitten op schattingen van het volume aan zwavelhoudende aerosolen die vrijkwamen door de verdamping van de getroffen gesteenten in Mexico. Dit komt doordat dergelijke schattingen grotendeels gebaseerd zijn op ongekende parameters, zoals het aandeel zwavelhoudende gesteenten op de inslaglocatie, de grootte, snelheid en inslaghoek van de asteroïde, en de resulterende schokdrukken van zwavelhoudende mineralen.

In de nieuwe studie, gepubliceerd in Nature Communications, gebruikten Katerina Rodiouchkina en collega's zwavelconcentraties en isotopensamenstellingen van nieuwe boorkernen van inslaggesteenten in de kraterregio, gecombineerd met gedetailleerde chemische profielen van Krijt-Paleogeen-grenssedimenten over de hele wereld. Hierdoor konden de auteurs voor het eerst empirisch schatten hoeveel zwavel door de Chicxulub-inslag in de atmosfeer werd vrijgegeven.

 

Een mildere 'impactwinter' kan ertoe hebben bijgedragen dat minstens 25% van de soorten de nasleep van de inslag wél overleefden

'In plaats van ons te concentreren op de inslag zelf, hebben we ons gericht op de nasleep ervan', legt chemicus Katerina Rodiouchkina uit. 'We analyseerden eerst de zwavelvingerafdruk van de gesteenten in de kraterregio die de bron waren van zwavelhoudende aerosolen die in de atmosfeer vrijkwamen. Deze aerosolen werden wereldwijd verspreid en uiteindelijk terug afgezet op het aardoppervlak in de maanden tot jaren na de inslag. De zwavel werd afgezet rond de K-Pg-grenslaag in sedimentprofielen over de hele wereld. We gebruikten de overeenkomstige verandering in de isotopensamenstelling van zwavel om impact-gerelateerde zwavel van natuurlijke bronnen te onderscheiden, en de totale hoeveelheid vrijgekomen zwavel werd berekend via massabalans.'

De wetenschappers onthulden dat in totaal 67 ± 39 miljard ton zwavel werd vrijgemaakt, ongeveer vijf keer minder dan eerder geschat in numerieke modellen. Dit suggereert een mildere 'impactwinter' dan eerder werd aangenomen, wat leidde tot een minder sterke temperatuurdaling en een sneller herstel van het klimaat. Dit kan hebben bijgedragen aan het overleven van minstens 25% van de soorten op aarde na de gebeurtenis.

Hoewel zwavel waarschijnlijk de primaire drijfveer blijft van afkoeling, is het belangrijk op te merken dat een recente studie van de Koninklijke Sterrenwacht van België en VUB aantoonde dat een enorme pluim van microscopisch kleine stofdeeltjes een cruciale rol kan hebben gespeeld in het creëren van een twee jaar durende donkere periode, die de fotosynthese blokkeerde en de milieu-impact verder verergerde.

Een aantal Belgische universiteiten en onderzoeksinstituten droegen bij aan deze studie: Universiteit Gent (UGent), Vrije Universiteit Brussel (VUB), Koninklijke Sterrenwacht van België (KSB), Université Libre de Bruxelles (ULB), Katholieke Universiteit Leuven (KU Leuven) en het Koninklijk Belgisch Instituut voor Natuurwetenschappen (KBIN).  Dit artikel is gebaseerd op het persbericht door Luleå University of Technology Sweden en VUB.