Wat deed de oceanen verstikken?

Aan het eind van het Devoon, zo’n 374 miljoen jaar geleden, daalde de zuurstofconcentratie in de wereldzeeën drastisch. Het veroorzaakte de tweede grote uitstervingsgolf in de geschiedenis van onze planeet.

Tijdens het Devoon (van circa 420 tot 360 miljoen jaar geleden) leefde het grootste deel van de biodiversiteit in de zeeën en oceanen. Het land was al wel gekoloniseerd door planten, maar die stelden – zeker in het begin van de geologische periode – nog weinig voor. In de zeeën wemelde het echter van de grote vissen: in het Devoon zagen de eerste haaien het levenslicht. Ook aan ongewervelde zeedieren als inktvissen en zeeschorpioenen was geen gebrek. Daarnaast floreerden de koraalriffen.

'Razendsnelle' verstikking

In die tijd was onze planeet trouwens één grote broeikas. De CO2-concentratie in de atmosfeer lag ettelijke malen hoger dan vandaag. Maar dit prehistorisch broeikaseffect was niet de reden waarom de wereld tegen het einde van het tijdperk, vanaf 374 miljoen jaar geleden, op een ramp afstevende: een massale uitstervingsgolf die een groot deel van het zeeleven de kop kostte – inclusief vele diersoorten die we daardoor nooit zullen kennen. Dat die uitstervingsgolf een gevolg was van de ineenstorting van de zuurstofconcentratie in de oceanen, wisten wetenschappers al. Maar wat zorgde ervoor dat de zeeën werden gesmoord?

Een internationaal team van geologen, waaronder ook een Belg, denkt nu het antwoord te hebben gevonden. Allereerst ontdekten ze dat het verstikken van de oceanen ongemeen snel ging: in minder dan een miljoen jaar – ja, dat is snel vanuit geologisch perspectief – was de concentratie aan zuurstof met een factor twee gedaald. Als bewijs voeren de geologen twee lagen van zwarte schalie aan die zowel in Azië, Europa en Noord-Amerika voorkomen. Die schalie is het resultaat van geplette klei, rijk aan organisch materiaal. De aanwezigheid van dat organisch materiaal duidt op een acuut gebrek aan zuurstof toen het gesteende ontstond – het materiaal kon immers niet rotten.

Baan van de aarde

Tussen beide schalielagen blijken slechts zeshonderdduizend jaar te liggen. Dat berekenden de geologen aan de hand van de excentriciteit van de baan van de aarde om de zon – de excentriciteit is de mate waarin die baan op een cirkel gelijkt. Omstreeks 374 miljoen jaar geleden was die excentriciteit gedurende lange tijd zeer laag en was de baan zo goed als cirkelvormig. Daardoor was het klimaat onveranderlijk, de oceaanstromingen traag en de vermenging van ondiep met diep water verwaarloosbaar. Stuk voor stuk oorzaken van zuurstofarme oceanen.

Maar die ‘kosmische invloed’ verklaart niet waarom de aanwezige zuurstof in de oceanen zo snel werd opgesoupeerd. Bizar genoeg houden de onderzoekers hiervoor de landplanten verantwoordelijk. Die ontwikkelden tijdens het Devoon immers steeds diepere wortels en lange stengels, stammen en takken. Via rivieren stroomde al het dode plantenmateriaal richting de zee, waar het ging rotten en daarbij massaal veel zuurstof verbruiken.