De grote Perm-Trias uitsterving

De grootste massa-uitsterving van de afgelopen 500 miljoen jaar of Phanerozoic Eon gebeurde 250 miljoen jaar geleden, het einde van de Perm-periode en het begin van de Trias-periode. Meer dan negen tiende van alle soorten verdween, ver boven de tol van de latere, meer bekende Krijt-Tertiaire uitsterving.

Jarenlang was er niet veel bekend over het uitsterven van het Perm-Trias (of P-Tr). Maar vanaf de jaren negentig hebben moderne studies de pot in de war gebracht en nu is de P-Tr een gebied van fermentatie en controverse.

Uit het fossielenbestand blijkt dat veel levenslijnen zowel vóór als aan de P-Tr-grens zijn uitgestorven, vooral in de zee. Het meest opvallend waren de trilobieten, de graptolieten, en de tabel en rugose koralen. Bijna volledig uitgeroeid waren de radiolarianen, brachiopoden, ammonoïden, crinoïden, ostracodes en conodonts. Drijvende soorten (plankton) en zwemmende soorten (nekton) leden meer uitsterven dan bodemsoorten (benthos).

Soorten met verkalkte schelpen (van calciumcarbonaat) werden bestraft; wezens met chitineschelpen of geen schelpen deden het beter. Onder de verkalkte soorten overleefden degenen met dunnere schelpen en degenen met meer vermogen om hun verkalking te beheersen.

Op het land leden de insecten grote verliezen. Een grote piek in de overvloed aan schimmelsporen markeert de P-Tr-grens, een teken van massale dood van planten en dieren. Hogere dieren en landplanten ondergingen aanzienlijke uitstervingen, hoewel niet zo verwoestend als in de zee. Onder de viervoetige dieren (tetrapoden) kwamen de voorouders van de dinosauriërs het beste naar voren.

Na het uitsterven herstelde de wereld zich heel langzaam. Een klein aantal soorten had grote populaties, zoals het handjevol wietsoorten dat een leeg perceel vult. Schimmelsporen bleven overvloedig aanwezig. Miljoenen jaren waren er geen riffen en geen kolenlagen. Vroege Trias-rotsen vertonen volledig ongestoorde mariene sedimenten - niets graaide in de modder.

Veel mariene soorten, waaronder de dasyclad algen en kalkhoudende sponzen, verdwenen gedurende miljoenen jaren uit het record en verschenen er vervolgens weer hetzelfde uit. Paleontologen noemen deze Lazarus-soorten (naar de man die Jezus uit de dood herleefde). Ze leefden vermoedelijk op beschutte plaatsen waar geen rotsen zijn gevonden.

Onder de shelly bentische soorten, de tweekleppigen en buikpotigen werd dominant, zoals ze nu zijn. Maar gedurende 10 miljoen jaar waren ze erg klein. De brachiopoden, die de Perm-zeeën volledig had gedomineerd, was bijna verdwenen.

Op het land werden de Trias-tetrapoden gedomineerd door de zoogdierachtige Lystrosaurus, die tijdens het Perm onduidelijk was geweest. Uiteindelijk ontstonden de eerste dinosaurussen en werden de zoogdieren en amfibieën kleine wezens. Lazarus-soorten op het land omvatten de coniferen en ginkgo's.

Veel verschillende geologische aspecten van de uitstervingsperiode zijn recentelijk gedocumenteerd:

• Het zoutgehalte in de zee daalde voor het eerst sterk tijdens het Perm, waardoor de fysica van de oceaan veranderde om de circulatie van diep water moeilijker te maken.
• De atmosfeer ging tijdens het Perm van zeer hoog zuurstofgehalte (30%) naar zeer laag (15%).
• Het bewijs toont de opwarming van de aarde EN ijstijden bij de P-Tr.
• Door extreme erosie van het land is de bodembedekking verdwenen.
• Dode organische stof van het land overspoelde de zeeën, trok opgeloste zuurstof uit het water en liet het op alle niveaus zuurstofloos achter.
• Een geomagnetische omkering vond plaats nabij de P-Tr.
• Een reeks grote vulkaanuitbarstingen bouwde een gigantisch lichaam van basalt op, de Siberische vallen.

Sommige onderzoekers pleiten voor een kosmische impact tijdens P-Tr-tijd, maar het standaardbewijs van impact ontbreekt of wordt betwist. Het geologische bewijs past in een verklaring van impact, maar vereist er geen. In plaats daarvan lijkt de schuld op het vulkanisme te vallen, zoals het ook doet andere massa-extincties.

Beschouw de gestreste biosfeer laat in het Perm: lage zuurstofniveaus beperkten het landleven tot lage hoogten. De oceaancirculatie verliep traag, waardoor het risico op anoxie toenam. En de continenten zaten in een enkele massa (Pangaea) met een verminderde diversiteit aan habitats. Dan beginnen grote uitbarstingen in wat vandaag Siberië is en beginnen de grootste van de grote stollingsprovincies (LIP's) van de aarde.

Bij deze uitbarstingen komen enorme hoeveelheden kooldioxide (CO₂) en zwavelgassen (SO_X). Op korte termijn de SO_X koelt de aarde af, terwijl op de langere termijn de CO₂ verwarmt het. De SO_X creëert ook zure regen terwijl CO₂ het binnendringen van het zeewater maakt het voor verkalkte soorten moeilijker om schelpen te bouwen. Andere vulkanische gassen vernietigen de ozonlaag. En tot slot, magma dat door kolenlagen stijgt, methaan vrij, een ander broeikasgas. (Een nieuwe hypothese stelt dat het methaan in plaats daarvan werd geproduceerd door microben die een gen hadden verworven waardoor ze organisch materiaal op de zeebodem konden eten.)

Nu dit allemaal gebeurt in een kwetsbare wereld, kan het meeste leven op aarde niet overleven. Gelukkig is het sindsdien nog nooit zo erg geweest. Maar opwarming van de aarde vormt vandaag dezelfde bedreigingen.