Methaan droeg bij aan grootste biodiversiteitscrisis ooit
3
De Perm-Trias-massaextinctie was de grootste uitstervingsgolf ooit en was het gevolg van een catastrofale klimaatcrisis. Die werd veroorzaakt door wijdverspreid vulkanisme waarbij gigantisch veel koolstofdioxide vrijkwam. Maar nu blijkt dat ook methaan een rol speelde bij het uitsterven van bijna al het leven op Aarde. We bekijken hoe de crisis van toen zich verhoudt tot de biodiversiteitscrisis vandaag.
- Volg onze livestream op Youtube.
- Meer lezen over klimaat en weer? Volg ons op Facebook.
The Great Dying, het grote sterven, zo wordt deze biodiversiteitscrisis aan het einde van het Perm (de geologische periode tussen ~300 en ~250 miljoen jaar geleden) genoemd. 90% van al het leven in de zee stierf, en 75% van het leven op het land. Ook vele insecten, waaronder de grootsten die ooit bestaan hebben, legden het loodje. De wereld veranderde zo ingrijpend dat geologen daar de grens trokken tussen het Paleozoïcum (tijd van trilobieten, reptielen, vissen, enz.) en het Mesozoïcum (tijd van dinosauriërs, eerste zoogdieren, enz.). Er zijn verschillende hypotheses over de oorzaken van de uitstervingsgolf aan het einde van het Perm.
Reset-knop van het leven
De meest aanvaarde hypothese voor de massaextinctie is die van de Siberische Trappen. Dat zijn de basaltafzettingen die getuigen van een ‘grote magmatische provincie’ (of large igneous province, ‘LIP’) in Siberië, waarbij een geweldig volume lava uitvloeide over een enorm deel van Siberië. Het was de grootste vulkanische episode ooit in de laatste 500 miljoen jaar.
De uitstoot van broeikasgassen en aerosols tijdens zo’n LIP is zeer hoog en heeft verstrekkende gevolgen op het klimaat, leefmilieu en het leven. Want wat gebeurt er dan precies?
- Meer over vulkanen en klimaat: Waarom geen globale afkoeling na Tonga?
- Of over klimaatgeschiedenis: Was er altijd zuurstof op onze planeet?
- En de effecten van verbranding: Het Pyroceen: tijdperk van vuur.
De lucht, oceaan en oppervlaktewater verzuren, waardoor marien leven sterft, en de lucht verduistert waardoor fotosynthetiserende organismen sterven. Dat leidt allemaal tot het ineenzakken van de voedselpiramide, als een kaartenhuis. En dat is ook gebeurd.
De reset-knop van het leven werd ingedrukt.
Onherbergzame planeet
Maar er waren nog andere zaken waardoor het leven op aarde tijdens het Perm meer klappen moest incasseren dan gewoonlijk. De continenten hadden zich verenigd in één groot supercontinent, Pangea. Daardoor waren er minder ondiepe, zonverlichte zeeën en kreeg het mariene leven het zwaar te verduren. Op het land heerste een woestijnklimaat en het was zeer droog en heet, misschien wel tot 60 graden.
Andere studies melden een meteorietinslag in Antarctica rond die tijd. En problemen met de ozonlaag zouden ook een deel-oorzaak kunnen zijn: er was misschien een supernova of een gammaflits, en/of een te grote hoeveelheid waterstofsulfide in de atmosfeer, aangemaakt door bacteriën. Zulke fenomenen breken ozon af waardoor schadelijke ultraviolette straling niet meer wordt tegengehouden.
Kortom, onze planeet was bijzonder onherbergzaam tegen het einde van het Perm.
Methaan in China
Een team van wetenschappers aan Britse en Chinese universiteiten, met hulp van onderzoekers uit de petroleumindustrie (zie bron in Nature Communications), vonden nog een andere oorzaak van de Perm-Trias-massa-extinctie. Ze onderzochten methaanuitwasemingen uit een gasveld in het Sichuan-bekken in China. Op het einde van het Perm vond ook daar een vulkanische mega-event (LIP) plaats, waarbij basalt uitvloeide over een groot gebied, en de Emeishan Traps vormde.
De onderzoekers wouden weten hoeveel methaan precies was vrijgekomen in Sichuan. Het zou 1440 gigaton zijn geweest. Om deze hoeveelheid in een hedendaags kader te plaatsen, rekende men dit getal om naar koolstofdioxide-equivalenten: het komt overeen met duizend keer de hoeveelheid koolstofdioxide die door de mens is uitgestoten!
Maar waarom zoveel? Door de warmte die uit de aardmantel opsteeg (een grote ‘mantelpluim’) werden kool- en olieafzettingen opgewarmd (verbranding van fossiele brandstoffen!) en er kwam methaan vrij. Methaan, een volatiel gas, baande zich een weg door spleten en barsten en kwam zo in de atmosfeer terecht.
We kunnen ons dus goed voorstellen dat de buitenmaatse methaantoevoer een impact had, want het is een veel sterker broeikasgas dan koolstofdioxide. Maar hoe wordt methaan gevormd?
Biologisch afbraakproduct
Methaan is de allersimpelste organische stof, en bestaat uit één koolstofatoom omringd door vier waterstofatomen. Het is gasvormig onder normale atmosferische omstandigheden en het komt vrij bij verschillende, meestal biologische processen: als afbraakproduct van gestorven leven, via het maagdarmstelsel van herkauwers, via veenbodems, en via gashydraten op de zeebodem en in de permafrost (wat als die smelt?). Methaanpluimen op andere planeten of manen zouden een teken van microbiële activiteit kunnen zijn, en zijn het onderwerp van een zeer actief onderzoeksgebied.
Een menselijk bron van methaan zijn grote stortplaatsen: organisch afval diep in zo’n landfill breekt af in een zuurstofloze omgeving waardoor methaan ontstaat. De methaanpluimen van stortplaatsen zijn te zien op satellietbeelden.
Ook vandaag draagt methaan bij aan de klimaatcrisis en het is raadzaam, op zijn zachts gezegd, dat de methaanproductie wordt aangepakt als we de huidige biodiversiteitscrisis – zeg maar uitstervingsgolf – die al bezig is, willen beteugelen. Daar ijveren klimaatactivisten deze week voor op de Biodiversiteitsconferentie van de VN COP15 in Montreal.
Zoals Arrakis?
Maar we mogen niet vergeten dat uitstervingsgolven in het geologische verleden relatief traag plaatsvonden, het duurde duizenden tot een miljoen jaar vooraleer al dat sterven zich voltrokken had, en het leven op een nieuwe lei kon beginnen. En hoewel vele levende wezens het erg moeilijk hadden tijdens deze barre tijden, zou de neergang zelf binnen een mensenleven nauwelijks merkbaar zijn geweest.
Niet zoals in de huidige tijd dus, want vandaag zijn een miljoen soorten met uitsterven bedreigd, volgens het laatste Global Assessment-rapport van IPBES, en dat aantal stijgt. Aiaiai.
Moesten er tijdens het Perm mensen geleefd hebben, zouden ze onze planeet uiterst wreed en vijandig gevonden hebben. Ik bedenk graag dat de aarde toen was zoals Arrakis in het boek Dune (nu ook verfilmd) van Herbert Frank, waar water zeer schaars was, en de omgeving bijna onbewoonbaar.
Waar de mensheid nu staat, met al haar welvaart, is alleen mogelijk omdat het klimaat de laatste tienduizend jaar heel erg mild is geweest en het floreren van een weelderige, gulle natuur toestond.
LIP in de toekomst?
De analogie tussen de wereld van het late Perm en de huidige klimaatcrisis is zonneklaar: broeikasgassen leiden tot klimaatverandering met nefaste gevolgen voor de biodiversiteit.
Het is ook nuttig te begrijpen wat de gevolgen zijn van een grote magmatische provincie. Zo’n event komt om de zoveel tientallen miljoenen jaren voor. Sinds de mens ontstond heeft er gelukkig geen LIP meer plaatsgevonden, maar ooit komt er zeker een. Zijn we daar even goed op voorbereid en worden daar even astronomische bedragen in geïnvesteerd als in NASA-onderzoek naar het afweren van potentiële meteorieten? Het antwoord is nee.
Laten we de huidige antropogene klimaatcrisis als oefening gebruiken om ooit in de toekomst een LIP het hoofd te bieden.
—
Bron: Phys.org News, 2022, Lancaster University, Methane discovery sheds new light on world’s largest mass extinction event.
K. Bonne, 2020, GondwanaTalks, Platentektoniek: de rupsbanden van de planeet.