Speelde fijnstof een sleutelrol bij het uitsterven van de dinosauriërs?
Ongeveer 66 miljoen jaar geleden stortte een enorme asteroïde neer op de Aarde. Dat was in de buurt van het kleine stadje Chicxulub in het huidige Mexico. Door de impact werd ongeveer 75% van de dier- en plantensoorten op Aarde uitgeroeid, inclusief hele groepen zoals niet-vliegende dinosauriërs en ammonieten. Fijn silicaatstof uit verpulverd gesteente dat door de inslag werd gegenereerd, speelde volgens nieuw onderzoek een dominante rol in de mondiale klimaatkoeling en de verstoring van de fotosynthese na de gebeurtenis.
Er werd lang gedacht dat de Chicxulub-inslag 66 miljoen jaar geleden een wereldwijde winter heeft veroorzaakt, die leidde tot de ondergang van de dinosauriërs en ongeveer 75% van de soorten op Aarde.
Er wordt echter gedebatteerd over het effect van de verschillende soorten puin, die uit de krater werden geworpen, op het klimaat en wat precies de oorzaak was van de massale uitsterving blijft onduidelijk.
Eerder onderzoek heeft gesuggereerd dat zwavel die vrijkwam tijdens de inslag en roet van bosbranden na de inslag de belangrijkste oorzaken vormden van een inslagwinter, maar de grootte van de silicaatstofdeeltjes die in de atmosfeer werden uitgestoten, werden niet als een belangrijke factor beschouwd.
Dr. Cem Berk Senel, onderzoekers aan de Koninklijke Sterrenwacht van België en de Vrije Universiteit Brussel en zijn collega’s stellen dat de inslag van de asteroïde Chicxulub, 66 miljoen jaar geleden, een unieke kans biedt om de snelheid, omvang en mechanismen van extreme en abrupte klimaatverandering in de geschiedenis van de Aarde te onderzoeken.
De 45 – 60° schuine inslag van een koolstof houdende chondriet met een grootte van 10 – 15 kilometer op het schiereiland Yucatán in Mexico veroorzaakte een kettingreactie van gebeurtenissen die uiteindelijk verantwoordelijk waren voor de massa-uitsterving aan het einde van het Krijt en de ondergang van 75% van de soorten, inclusief de iconische niet-vliegende dinosauriërs.
Toch bleven de klimatologische gevolgen van de verschillende brokstukken die na de Chicxulub-inslag in de atmosfeer zijn geïnjecteerd onduidelijk en de exacte moordmechanismen van de massale uitsterving zijn slecht bekend.
Om de rol van zwavel, roet en silicaatstof op het klimaat na de inslag te evalueren, produceerden Dr. Senel en coauteurs paleoklimaatstudies op basis van een fijnkorrelig materiaal dat was geplaatst in een goed bewaarde inslagafzetting van een locatie in Dakota en de Verenigde Staten.
Ze ontdekten dat de deeltjesgrootteverdeling van silicaatresten (ongeveer 0,8 – 8 micrometer) een grotere bijdrage van fijnstof aan het licht bracht dan eerder werd aangenomen.
Ze voerden de gemeten deeltjesverdeling in een klimaatmodel in en schatten dat dergelijk stof tot 15 jaar na de gebeurtenis in de atmosfeer zou kunnen blijven, wat zou hebben bijgedragen aan de mondiale afkoeling van het aardoppervlak met maar liefst 15 °C.
Ze suggereren dat door stof veroorzaakte veranderingen in de zonnestraling ook de fotosynthese bijna twee jaar na de inslag zou kunnen hebben stilgelegd.
Hun simulaties van de atmosferische injectie van zo’n pluim silicaatstof ter grootte van een micrometer suggereren een lange atmosferische levensduur van 15 jaar, wat bijdraagt aan een mondiale gemiddelde oppervlaktetemperatuur die met maar liefst 15 °C daalt.
Gesimuleerde veranderingen in de fotosynthetische actieve zonnestraling ondersteunen een door stof veroorzaakte stop van fotosynthese gedurende bijna 2 jaar na de inslag.
De onderzoekers suggereren dat dit, samen met extra afkoelingsbijdragen van roet en zwavel, consistent is met de catastrofale ineenstorting van de primaire productiviteit in de nasleep van de Chicxulub-inslag.
De resultaten zijn gepubliceerd in het tijdschrift Nature Geoscience.
Artikel: C.B. Senel et al. Chicxulub impact winter sustained by fine silicate dust. Nat. Geosci, published online October 30, 2023; doi: 10.1038/s41561-023-01290-4
Eerste publicatie: 1 november 2023
Bron: sci-news
