Asteroïde-inslag: Zwaveluitstoot minder dodelijk bij uitsterven dinosauriërs
Recente studies beweren dat de massa-extinctie die de dinosauriërs van de aardbodem veegde, werd veroorzaakt door de uitstoot van grote hoeveelheden zwavel uit gesteenten in de Chicxulub impact krater. Een nieuwe studie, geleid door een internationaal team onder leiding van Katerina Rodiouchkina (UGent en VUB in België, Luleå University of Technology in Zweden), stelt dat scenario ter discussie. Met baanbrekende empirische metingen van zwavel in de grenslaag van het Krijt-Paleogeen (K-Pg), toonde het team aan dat de rol van zwavel tijdens de extinctie is overschat.
Ongeveer 66 miljoen jaar geleden sloeg de Chicxulub-asteroïde, met een geschatte diameter van 10-15 kilometer, in op het schiereiland Yucatán (in het huidige Mexico) en creëerde een inslagkrater van 200 kilometer breed. De inslag veroorzaakte een kettingreactie van destructieve gebeurtenissen, waaronder een snelle klimaatverandering, die uiteindelijk leidde tot het uitsterven van de dinosauriërs (buiten de vogels) en in totaal ongeveer 75% van alle soorten op aarde. De voornaamste oorzaak was waarschijnlijk de zogenaamde "impact-winter", veroorzaakt door een enorme uitstoot van stof, roet en zwavel in de atmosfeer. Tijdens de impact-winter heerste extreme kou en duisternis, wat leidde tot een terugval in fotosynthese bij planten wereldwijd, met blijvende gevolgen voor ecosystemen gedurende jaren tot decennia na de inslag.
De meeste eerdere studies stelden dat zwavel een belangrijke factor was bij de afkoeling en extinctie na de inslag. Er blijkt echter zeer sterke variatie te zitten op schattingen van het volume aan zwavelhoudende aerosolen dat vrijkwam door de verdamping van de getroffen gesteenten in Mexico. Dergelijke schattingen zijn grotendeels gebaseerd op ongekende parameters, zoals het aandeel zwavelhoudende gesteenten op de inslaglocatie, de grootte, snelheid en inslaghoek van de asteroïde, en de resulterende schokdrukken van zwavelhoudende mineralen.
In de nieuwe studie gebruikten Katerina Rodiouchkina en collega's zwavelconcentraties en isotopensamenstellingen van nieuwe boorkernen van inslaggesteenten in de kraterregio, gecombineerd met gedetailleerde chemische profielen van K-Pg grenssedimenten over de hele wereld. Hierdoor konden de auteurs voor het eerst empirisch schatten hoeveel zwavel door de Chicxulub-inslag in de atmosfeer werd ingeblazen.
“In plaats van ons te concentreren op de inslag zelf, hebben we ons gericht op de nasleep ervan,” legt chemicus Katerina Rodiouchkina uit. “We analyseerden eerst de zwavelvingerafdruk van de gesteenten in de kraterregio die de bron waren van zwavelhoudende aerosolen die in de atmosfeer vrijkwamen. Deze aerosolen werden wereldwijd verspreid en uiteindelijk terug afgezet op het aardoppervlak in de maanden tot jaren na de inslag. De zwavel werd afgezet rond de K-Pg-grenslaag in sedimentprofielen over de hele wereld. We gebruikten de overeenkomstige verandering in de isotopensamenstelling van zwavel om impact-gerelateerde zwavel van die afkomstig van natuurlijke bronnen te onderscheiden, en de totale hoeveelheid vrijgekomen zwavel werd berekend via massabalans.”
De wetenschappers onthulden dat in totaal 67 (± 39) miljard ton zwavel werd vrijgemaakt, ongeveer vijf keer minder dan eerder geschat in numerieke modellen. Dat suggereert een mildere "impact-winter" dan eerder werd aangenomen. Dat leidde tot een minder sterke temperatuurdaling en een sneller herstel van het klimaat, wat kan hebben bijgedragen aan het overleven van minstens 25% van de soorten op aarde na de gebeurtenis. Hoewel zwavel waarschijnlijk de primaire drijfveer blijft van afkoeling, is het belangrijk op te merken dat een recente studie van de Koninklijke Sterrenwacht van België en de VUB aantoonde dat een enorme pluim van microscopisch kleine stofdeeltjes een cruciale rol kan hebben gespeeld in het creëren van een twee jaar durende donkere periode, die de fotosynthese blokkeerde en de milieu-impact verder verergerde.
De studie was een samenwerking tussen Luleå University of Technology, Universiteit Gent (UGent), Vrije Universiteit Brussel (VUB), Koninklijke Sterrenwacht van België (KSB), Université Libre de Bruxelles (ULB), Leibniz-Instituut voor Baltisch Zeeonderzoek Warnemünde (IOW), Universiteit Greifswald, Universiteit Rostock, Australian Laboratory Services (ALS) Scandinavia AB, Katholieke Universiteit Leuven (KU Leuven) en het Koninklijk Belgisch Instituut voor Natuurwetenschappen (RBINS). Het onderzoek werd ondersteund door het Fonds Wetenschappelijk Onderzoek Vlaanderen (FWO) via het EOS-Excellence of Science-programma (project ET-HoME) en Hercules-financiering voor de aanschaf van een multi-collector ICP-massaspectrometer aan UGent, het VUB Strategic Research Program, Chicxulub BRAIN-be (Belgian Research Action through Interdisciplinary Networks) en het FED-tWIN-project MicroPAST, beide via het Belgisch Wetenschapsbeleid (BELSPO).
Referentie:
Katerina Rodiouchkina, Steven Goderis, Cem Berk Senel, Pim Kaskes, Özgür Karatekin, Michael Ernst Böttcher, Ilia Rodushkin, Johan Vellekoop, Philippe Claeys, Frank Vanhaecke. Reduced contribution of sulfur to the mass extinction associated with the Chicxulub impact event. Nature Communications (2025). https://www.nature.com/articles/s41467-024-55145-6
Contact:
Dr. Katerina Rodiouchkina (email: katerina.rodiouchkina@gmail.com; phone: +46 730472900): Swedish, English
Professor Steven Goderis (e-mail: Steven.goderis@vub.be; phone: +32 473982917): Dutch, English
Dr. Pim Kaskes (email: pim.kaskes@vub.be; phone: +31 627308040): Dutch, English
Professor Philippe Claeys (email: phclaeys@vub.be; phone: +32 474840013): French, Dutch, English
Professor Frank Vanhaecke (email: frank.vanhaecke@ugent.be; phone: +32 92644848): Dutch, English
