NGV-Geonieuws 153 artikel 971

NGV-Geonieuws: elektronisch geologisch tijdschrift


1 Oktober 2008, jaargang 10 nr. 10 artikel 971

Auteur: prof. dr. A.J. (Tom) van Loon
Geologisch Instituut, Adam Mickiewicz Universiteit, Poznan (Polen)

Dit artikel is onderdeel van NGV-Geonieuws uitgave 153! Op de huidige pagina is alleen artikel 971 te lezen.

<< Vorig artikel: 970 | Volgend artikel: 972 >>

971 Massauitsterving op P/T-grens kwam niet door gebrek aan zuurstof
Auteur: prof. dr. A.J. (Tom) van Loon

Klik hier voor alle artikelen over het Milieu !     Klik hier om dit artikel af te drukken !

Een van de talrijke hypotheses over de oorzaak van de grote massauitstervingen die zo’n 250 en 200 miljoen jaar geleden plaatsvonden (resp. de grens Perm/Trias en de grens Trias/Jura), betreft een zodanige daling van de zuurstofconcentratie in de atmosfeer dat het leven voor veel taxa zowel op land als in zee (waar de zuurstof grotendeels afkomstig is van de atmosfeer) onmogelijk werd. De atmosferische zuurstofconcentratie zou volgens sommigen in het Mesozoïcum zijn gedaald tot 10 of 12% (momenteel 20,9%). Die cijfers zijn gebaseerd op modellen van de geochemische cycli van koolstof en zwavel. Er zijn echter nooit directe of indirecte aanwijzingen gevonden dat er destijds zo’n lage zuurstofconcentratie was.


Onderzoekleidster Clair Belcher in een speciaal gebouwde onderzoeksruimte voor experimenten bij een lage atmosferische zuurstofconcentratie (vandaar beademingsapparatuur)

Onderzoekers van het University College in Dublin hebben dit probleem nu op een geheel nieuwe manier benaderd. Ze vroegen zich af of een dergelijke geringe hoeveelheid zuurstof in de lucht te rijmen valt met andere geologische verschijnselen. Een van de verschijnselen die alleen kunnen optreden als er voldoende zuurstof aanwezig is, zijn bosbranden. Die moeten in het Mesozoïcum veelvuldig zijn opgetreden (net als nu), zoals blijkt uit de lagen waarin veel houtskool voorkomt. De onderzoekers hebben daarom uitgezocht hoeveel zuurstof minimaal in de lucht aanwezig moet zijn om bosbranden mogelijk te maken.

Voor dat onderzoek werd een speciale ruimte gebouwd waarin een lage (variabele) zuurstofconcentratie kon worden gehandhaafd, waarin de temperatuur en luchtvochtigheid konden worden geregeld, en waarin diverse planten werden ondergebracht. In die ruimte werd bekeken of de planten nog konden groeien, en ook werden in die ruimte materialen (dennenhout, mos, lucifers, papier en een kaars) verbrand onder omstandigheden zoals die volgens veel onderzoek gedurende grote delen van het Mesozoïcum moeten hebben bestaan (o.a. een temperatuur van 20 °C). Door de experimenten te herhalen bij verschillende zuurstofconcentraties, konden de onderzoekers de ondergrens vaststellen waarbij nog brand mogelijk is.


Warmtebeeld van brandend Sphagnum mos in de onderzoeksruimte

Uit de experimenten bleek dat het onmogelijk is om brand van enige omvang of duur te krijgen onder (nagebootste) natuurlijke omstandigheden waarbij de lucht minder dan 15% zuurstof bevat. Het feit dat er talrijke houtskoolbevattende lagen door het gehele Mesozoïcum voorkomen die wijzen op uitgestrekte bosbranden, betekent dus dat er destijds geen langdurige perioden voorkwamen waarin het atmosferische zuurstofgehalte waarden bereikte van slechts 10-12%. De consequentie van deze bevindingen is niet alleen dat de hypothese van zuurstofgebrek als oorzaak van twee van de vijf grootste massauitstervingen op aarde niet langer houdbaar is, maar dat ook de modellen met betrekking tot de koolstof- en zwavelcycli niet blijken te kloppen. Dat is mede van belang omdat modellen met betrekking tot de koolstofcyclus een rol spelen bij voorspellingen over temperatuurstijgingen als gevolg van een toename van het CO2-gehalte in de atmosfeer.

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

Foto’s welwillend ter beschikking gesteld door Claire Belcher, School of Biology and Environmental Science, University College Dublin, Dublin (Ierland).


Copyright © NGV 1999-2017
webmaster@geologischevereniging.nl