Uit nieuw onderzoek blijkt dat roet van wereldwijde branden die zijn ontstoken door een asteroïde-inslag het zonlicht lang genoeg kan hebben geblokkeerd om de massale uitsterving te veroorzaken die het meeste leven op aarde heeft gedood, inclusief de dinosaurussen, 66 miljoen jaar geleden.

Het uitsterven van het Krijt-Paleogeen heeft ongeveer 75 procent van alle soorten op aarde uitgeroeid. Een asteroïde-inslag op het puntje van het Mexicaanse schiereiland Yucatán veroorzaakte een periode van langdurige kou en duisternis, een impactwinter genoemd, die waarschijnlijk een groot deel van de massale uitsterving heeft veroorzaakt. Maar wetenschappers hebben het moeilijk gehad om de details van de impactwinter te achterhalen en wat het exacte mechanisme was dat het leven op aarde doodde.

Een nieuwe studie in het tijdschrift van AGU Geofysische onderzoeksbrieven simuleert de bijdragen van de zwavel van de impact, stof, en roetuitstoot naar de extreme duisternis en kou van de inslagwinter. De resultaten tonen aan dat de kou ernstig zou zijn geweest, maar waarschijnlijk niet verwoestend genoeg om een ​​massale uitsterving te veroorzaken. Echter, roetuitstoot van wereldwijde bosbranden verduisterde de lucht voldoende om fotosynthesizers aan de basis van het voedselweb ruim een ​​jaar te doden, volgens de studie.

"Dit lage licht lijkt een heel groot signaal te zijn dat potentieel verwoestend zou zijn voor het leven, " zei Clay Tabor, een geowetenschapper aan de Universiteit van Connecticut en hoofdauteur van de nieuwe studie. "Het lijkt erop dat deze omstandigheden met weinig licht een waarschijnlijke verklaring zijn voor een groot deel van het uitsterven."

De resultaten helpen wetenschappers deze intrigerende massa-extinctie beter te begrijpen die uiteindelijk de weg vrijmaakte voor mensen en andere zoogdieren om te evolueren. Maar de studie geeft ook inzicht in wat er kan gebeuren in een nucleair winterscenario, volgens Tabor.

"De belangrijkste oorzaak van een nucleaire winter is eigenlijk van roet in een vergelijkbare situatie, " Zei Tabor. "Wat het echt benadrukt, is hoe potentieel impactvol roet kan zijn op het klimaatsysteem."

De impact en uitsterven

De inslag van de Chicxulub-asteroïde spuwde wolken van ejecta in de bovenste atmosfeer, die vervolgens terug naar de aarde regenden. De terugkerende deeltjes zouden genoeg energie hebben gehad om het aardoppervlak te roosteren en wereldwijde bosbranden te doen ontbranden. Roet van het vuur, samen met zwavelverbindingen en stof, blokkeerde zonlicht, waardoor een impactwinter meerdere jaren aanhoudt. Eerder onderzoek schat dat de gemiddelde temperatuur op aarde met ten minste 26 graden Celsius (47 graden Fahrenheit) is gedaald.

Wetenschappers weten dat de extreme duisternis en kou verwoestend waren voor het leven op aarde, maar ze plagen nog steeds welk onderdeel schadelijker was voor het leven en of het roet, sulfaat, of stofdeeltjes waren het meest storend voor het klimaat.

In de nieuwe studie Tabor en zijn collega's gebruikten een geavanceerd klimaatmodel om de klimaateffecten van roet te simuleren, sulfaten, en stof van de impact.

Hun resultaten suggereren dat de roetuitstoot van wereldwijde branden het meeste zonlicht gedurende de langste tijd absorbeerde. Het model toonde aan dat roetdeeltjes zo goed zijn in het absorberen van zonlicht dat de fotosyntheseniveaus ruim een ​​jaar lang daalden tot onder de één procent van normaal.

"Op basis van de eigenschappen van roet en zijn vermogen om binnenkomend zonlicht effectief te absorberen, het deed heel goed werk door te voorkomen dat zonlicht het oppervlak bereikte, ' zei Tabor. 'In vergelijking met het stof, die niet zo lang in de atmosfeer bleef, en de zwavel, die niet zoveel licht blokkeerde, het roet zou ervoor kunnen zorgen dat bijna al het licht het oppervlak minstens een jaar lang niet bereikt."

Een toevluchtsoord voor het leven

De duisternis zou verwoestend zijn geweest voor fotosynthesizers en zou de massale uitsterving kunnen verklaren door een ineenstorting van het voedselweb, volgens de onderzoekers. Al het leven op aarde is afhankelijk van fotosynthesizers zoals planten en algen die energie uit zonlicht halen.

interessant, de temperatuurdaling was waarschijnlijk niet zo storend voor het leven als de duisternis, volgens de studie.

"Het is interessant dat in hun model, roet veroorzaakt niet per se een veel grotere koeling in vergelijking met andere soorten aerosoldeeltjes die door de impact worden geproduceerd, maar roet zorgt er wel voor dat oppervlaktezonlicht veel meer afneemt, " zei Manoj Joshi, een professor in klimaatdynamiek aan de Universiteit van East Anglia in het Verenigd Koninkrijk die niet betrokken was bij de nieuwe studie.

In regio's zoals de hoge breedtegraden, de resultaten suggereren dat oceanen niet significant meer afkoelden dan tijdens een normale cyclus van de seizoenen.

"Hoewel de oceaan behoorlijk afkoelt, het koelt niet overal zo erg af, vooral in de hogere breedtegraden, Tabor zei. "In vergelijking met de bijna twee jaar zonder fotosynthetische activiteit van roet, het lijkt een secundair belang."

Als resultaat, kustgebieden op hoge breedtegraden waren mogelijk toevluchtsoorden voor het leven in de maanden na de inslag. Planten en dieren die in de Arctische of Antarctische wateren leven, zijn al gewend aan grote temperatuurschommelingen, extreem koud, en weinig licht, zodat ze misschien een betere kans hebben gehad om de impactwinter te overleven, volgens de onderzoekers.