Voorstelling van het inslaan van een grote asteroïde op de aarde. James Thew

De laatste dag van de dino's: 10 miljard atoombommen, 325 miljard ton zwavel en een megatsunami

Een nauwgezette analyse van boorkernen uit de Chicxulub-krater heeft aanvullend bewijs gevonden voor de theorie dat de inslag van een asteroïde 66 miljoen jaar geleden geleid heeft tot een massale uitsterving, onder meer van de meeste dinosauriërs. De boorkernen hebben de onderzoekers, onder wie geologen van de VUB, ook toegelaten de 'laatste dag van de dinosauriërs' of de eerste dag van het Cenozoïcum te reconstrueren. 

Wetenschappers nemen al langer aan dat de impact van een twaalf kilometer grote meteoriet, die naar schatting de kracht had van tien miljard Hiroshima-atoombommen, catastrofale gevolgen heeft gehad voor het leven op aarde. Een nauwkeurige analyse van gesteenten uit boorkernen die afkomstig zijn uit de enorme Chicxulub-meteorietkrater in Mexico, wijst nu uit dat die hypothese klopt.

De onderzoekers vonden namelijk geen sporen van het element zwavel terug in de gesteenten uit een 800 meter lange boorkern uit het middelste deel van de krater. De rotsen en stenen in de ondergrond rondom de krater bevatten daarentegen wel grote hoeveelheden zwavel.

Dit bevestigt de theorie dat door toedoen van de meteoriet de zwavelhoudende mineralen op de plek van de inslag volledig verdampten en in de atmosfeer terechtkwamen, naar schatting zo’n 325 miljard ton.

"Deze enorme hoeveelheid zwavelgas ging verbindingen aan met waterstof en op die manier ontstond er in de hogere atmosfeer een deken van stofdeeltjes dat zich over de hele wereld verspreidde. Hierdoor viel er geen zonlicht meer op aarde en de aanhoudende duisternis resulteerde uiteindelijk in het uitsterven van driekwart van het leven op onze planeet, waaronder de dinosauriërs”, zegt VUB-doctoraatsstudent Pim Kaskes, die samen met collega Sietze de Graaff en de professoren Steven Goderis en Philippe Claeys meewerkte aan het onderzoek.

Gemakshalve wordt meestal gezegd dat de meteoriet het einde betekende van de dinosauriërs, maar één groep dinosauriërs, de voorouders van de vogels, overleefde de meteoriet wel.

Het zwavelgas in de atmosfeer zal overigens niet alleen een 'nucleaire winter' veroorzaakt hebben, die mogelijk wel tien jaar geduurd heeft, maar ook wereldwijde zure regen.

Een deel van de boorkern uit de Chicxulub-krater. Pim Kaskes

Uniek onderzoeksmateriaal

De boorkern die in 2016 voor de kust van Mexico naar boven is gehaald, heeft uniek onderzoeksmateriaal opgeleverd.

"Deze kern biedt een volledig nieuwe blik op de processen verantwoordelijk voor het ontstaan en het opvullen van de Chicxulub-krater. Met dit materiaal kunnen we nu de gebeurtenissen op ground zero in de eerste minuten tot dagen na de inslag ontrafelen”, zo zei Steven Goderis in een persmededeling van de VUB.

De VUB-onderzoekers van het Analytical, Environmental and Geo- Chemistry team gebruikten voor hun analyses moderne technieken zoals micro-XRF. Dit is een instrument waarmee de chemische samenstelling van gesteenten wordt gemeten op een schaal honderd keer kleiner dan een millimeter.

"Door deze metingen vervolgens te vergelijken met beschrijvingen van stukjes steen onder de microscoop wisten we zeker dat er geen zwavelhoudende mineralen meer aanwezig waren in de boorkern. We konden nu in detail de eerste dagen na de inslag reconstrueren. Het voelde alsof we er zelf bij waren geweest”, aldus Sietze J. de Graaff.  

Het boorplatform waarmee in 2016 de boorkernen uit de Chicxulub-krater werden gehaald. Ligia Pérez-Cruz

Een 'bewogen dagje'

Het materiaal in de boorkernen heeft de onderzoekers zoals gezegd dus toegelaten om de 'laatste dag van de dinosauriërs' - bij wijze van spreken, uiteraard zijn niet alle dinosauriërs die dag zelf gestorven - te reconstrueren. Of de 'eerste dag van het Cenozoïcum', zoals de onderzoekers zelf zeggen, 'The first day of the Cenozoic' is de titel van hun studie. De impact van de asteroïde wordt nu immers gezien als de gebeurtenis die het einde betekende van het Krijt-tijdvak, en het begin van het Cenozoïcum, het laatste tijdperk uit de geologische geschiedenis dat loopt van 66 miljoen jaar geleden tot nu. 

De inslag zal een enorme massa materiaal uit de ondergrond in de lucht hebben geslingerd, en na enkele minuten viel een deel van dat vloeibaar geworden materiaal terug en vormde een ring van heuvels, een zogenoemde piekring, in de krater.  Die ring werd al snel bedekt door een laag gesmolten gesteente van zo'n 40 meter dik. 

Binnen het uur overstroomde water uit de oceaan de wel 12 kilometer diepe krater, en zette nog eens 90 meter gesteente af. Binnen een dag volgde dan een tsunami. De enorme golf was eerst weggevloeid van de plaats van de inslag, en dit was de 'terugslag'. Die zette een duidelijk herkenbare laag materiaal af, voor een deel afkomstig van de verafgelegen kusten waarop de golf was terechtgekomen. In die laag zaten zand, keien en houtskool van branden die ontstaan waren na de inslag. 

Die branden werden veroorzaakt door een hittepuls die de temperatuur deed stijgen tot zo'n 1.300 kilometer ver, en verder weg ontstonden er branden door materiaal dat door de inslag uit de atmosfeer was geslingerd, en vervolgens bij zijn terugkeer door de atmosfeer gloeiend heet werd. Aan de kusten, en ook in het binnenland achter de kust, werd een deel van die branden geblust door de tsunami, waarvan sporen zijn gevonden op de kusten van heel het Caraïbisch gebied, en tot wat nu Texas en Florida is. 

Vervolgens zal de enorme hoeveelheid zwavel in de lucht zoals gezegd jarenlang een groot deel van het zonlicht geblokkeerd hebben, met alle gevolgen van dien, en de zure regen die erdoor gevormd werd, werd waarschijnlijk veel planten en plankton in de oceanen fataal.

Uiteindelijk overleefde 75 procent van de planten- en diersoorten de inslag van de asteroïde niet, maar het verdwijnen van de dinosauriërs die geen voorouders van de vogels waren, gaf de zoogdieren wel de kans om de vrijgekomen niches in het milieu in te nemen. 

Het onderzoek van de boorkernen werd uitgevoerd door meer dan 20 wetenschappers van over de hele wereld, onder leiding van de University of Texas in Austin. De resultaten zijn gepubliceerd in het prestigieuze wetenschappelijke tijdschrift Proceedings of the National Academy of Sciences. Dit artikel is onder meer gebaseerd op een persbericht van de Vrije Universiteit Brussel (VUB).

Voorstelling van het karkas van een Kamuysaurus dat in de zee drijft, en omringd wordt door twee mosasaurussen, twee zeeschildpadden en vier ammonieten. Van al de hier afgebeelde soorten zullen alleen de schildpadden de meteorietinslag overleven: 80 procent van de schildpadsoorten uit het Krijt-tijdvak overleven. Masato Hattori/Wikimedia Commons/CC BY-SA 4.0
Pim Kaskes en Sietze de Graaff interpreteren de resultaten van het microXRF-onderzoek. Pim Kaskes
Pim Kaskes met een deel van de boorkern. Pim Kaskes