Een hoog gehalte aan het broeikasgas CO2 leidde 251 miljoen jaar geleden tot het grootste uitsterven uit de geschiedenis van de aarde. Tot die conclusie komen Amerikaanse onderzoekers aan de hand van een precieze simulatie van het klimaat uit die tijd. "We komen al eng in de buurt," vindt Rob van Dorland (KNMI)

De wereld van het Perm, het tijdperk tussen 290 en 250 miljoen jaar geleden, werd op het land gedomineerd door amfibieën die tot drie meter lang konden worden, door reptielen en door de ratachtige therapsiden, de eerste zoogdieren, die tot zes meter lengte konden uitgroeien. De bossen bestonden voornamelijk uit boomvarens. En in de zee zweefden ammonieten in hun gedraaide spiraalvormige schelpen traag voorbij terwijl gepantserde triolobieten over de bodem kropen. Onze wereld, maar onherkenbaar anders.

Fossielen laten zien dat aan de meeste van die levensvormen omstreeks 251 miljoen jaar geleden een plotseling einde komt. Maar liefst 95 procent van het leven in de zee stierf uit, en 70 procent van het landleven. Het supercontinent Pangea, dat zich uitstrekte van pool tot pool, bleef kaal en levenloos achter. Tot het leven weer opkrabbelde. Toen was het de beurt aan de dinosaurussen.

Wetenschappers debatteren al decennia lang over wat het Grote Sterven veroorzaakt heeft. Veel theorieën zijn al de revue gepasseerd met als belangrijkste kandidaten: vulkanisme, de inslag van een meteoor, klimaatverandering, een plotselinge ijstijd of een combinatie van dat alles.

Klimaatonderzoekers van het Nationale Centrum voor Atmosferisch onderzoek (NCAR) in Boulder, Colorado, hebben het dramatische einde van het Perm met hun klimaatmodel tot in detail nagerekend. Zij komen tot de conclusie dat een sterke stijging van het broeikasgas CO2 in de atmosfeer een dodelijke klimaatverandering teweeg heeft gebracht.

Vulkaanerupties veroorzaakten de CO2-stijging. Voor de erupties bedroeg het CO2-gehalte tussen 200 en 500 deeltjes per miljoen (ppm). Dat is vergelijkbaar met de huidige waarde van 380 pp. Maar 700.000 jaar vulkanisme stuwden het CO2-gehalte op tot een waarde tussen 1600 en 1900 ppm. De bijbehorende temperatuurstijging werd het meeste leven fataal.

"Onze resultaten laten zien hoe plotselinge stijging van de luchttemperatuur de oceaanstroming kan aantasten," legt NCAR onderzoeker Jeffrey Kiehl uit in het persbericht. "Doordat de oceaanstroming stil kwam te liggen, werd de aanvoer van zuurstof naar grotere diepten geblokkeerd, waardoor het zeeleven stikte." De onderzoekers publiceren hun resultaten in het septembernummer van het vakblad 'Geology'.

Op land was de situatie al niet veel beter. De gemiddelde temperatuur, die tijdens het Perm vergelijkbaar was met de huidige situatie, steeg met tien tot wel dertig graden Celsius. Veel amfibieën zijn naar adem snakkend vergaan in hun opgedroogde poelen.

"Het is een unieke studie," reageert Rob van Dorland, klimatoloog bij het KNMI. "Het is een mooie combinatie van alle fysische, chemische en biologische factoren die met klimaatverandering samenhangen. En je weet de uitkomst, want die is bekend uit de fossielen."

Het huidige CO2-niveau ligt met 380 ppm een stuk lager dan toen, maar de stijging door fossiele brandstoffen is nu veel sneller. De laatste 60 jaar is het CO2-gehalte van de atmosfeer met 70 ppm toegenomen. Die stijging is 600 keer sneller dan aan het einde van het Perm. Dat roept de vraag op of we moeten vrezen voor een herhaling van het Grote Sterven.

Rob van Dorland: "Dat is zeker een mogelijkheid. Voor het jaar 2100 verwacht het IPPC (Intergovernmental Panel on Climate Change, red.) een temperatuurstijging van anderhalf tot zes graden. Dat is het gevolg van een verdrievoudiging van het pre-industriële CO2-gehalte. Dan kom je al eng in de buurt."

Van Dorland heeft zelf uitgerekend dat een vervijfvoudiging van het CO2 (tot 1400 ppm) een globale temperatuurstijging van tien graden betekent. Dat zijn al bijna de waarden van het Perm-einde.

De Duitse klimatoloog Klaus Hasselman maakt het nog gekker. Hij maakte een schatting van het CO2 gehalte als alle aanwezige fossiele brandstoffen verbruikt zouden worden. Het CO2 niveau komt dan op 4500 ppm, meer dan twee keer hoger dan de Permrampwaarde. Hasselman (Max Plack instituut) verwacht die waarde rond het jaar 2500.

Het is de vraag of we dat halen.

Jos Wassink

NCAR: "Climate model links higher temperatures to prehistoric extinction", NCAR News release, 24 aug 2005

U bent hier: inhoudsopgave - broeikaseffect - het grote uitsterven van 251 miljoen jaar geleden