Wat was het Perm-Trias uitsterven-evenement?
Het Perm-Trias-uitsterven, informeel bekend als de Grote Stervende, de P-Tr-grens of 'de moeder van alle massa-uitstervingen', wordt beschouwd als de meest ernstige uitstervingsgebeurtenis in de geschiedenis van het leven op aarde. Ongeveer 250 miljoen jaar geleden gebeurde het Perm-Trias uitsterven een relatief plotselinge gebeurtenis, die minder dan 80.000 jaar duurde, met de meest ernstige pulsen die maar 5000 jaar duurden. Ongeveer 96 procent van de mariene soorten en 70 procent van de gewervelde terrestrische soorten ging uitgestorven, met veel belangrijke paleozoïsche families, zoals zeeschorpioenen, trilobieten, kaakloze vissen en gepantserde vissen die volledig uitstierven. Over het algemeen werd ongeveer 90 procent van de soorten weggevaagd, in tegenstelling tot de ondergang van slechts 60 procent van de soorten in het Krijt-Tertiaire evenement 65,5 miljoen jaar geleden, waardoor de dinosauriërs werden uitgeroeid.
Langzaam herstel
Het herstel van het leven na het Perm-Trias-uitsterven was de langzaamste ooit en vergde 5-10 miljoen jaar in plaats van de typische minder dan 1 miljoen. De weinige geslachten die overleefden werden wereldwijd in omvang, misschien wel de minst diverse die het leven ooit was geweest sinds het begin van het Cambrium. Lystrosaurus, een middelgrote herbivoor die de voorouder is van alle zoogdieren, vormde 90 procent van alle landdieren gedurende miljoenen jaren na het uitsterven. Het Perm-Trias-uitsterven is ook het enige bekende massale uitsterven van insecten.
Drastische veranderingen
Het plantenleven was verwoest. Misschien werd 95 procent van alle landplanten uitgeroeid. In veel gebieden veranderde het stromingspatroon van de rivier van meanderend naar gevlochten, net zoals tijdens het vroege Siluur, voorafgaand aan de evolutie van landplanten. Er was een korte wereldwijde schimmelpiek, veroorzaakt door een enorme toename van de hoeveelheid dood organisch materiaal ten opzichte van de hoeveelheid levend organisch materiaal. Dit deel van het fossielenbestand is krachtig bewijs dat het uitsterven relatief kort was, in plaats van dat het een geleidelijk proces was dat in de loop van de tijd grote aantallen geslachten teniet heeft gedaan.
Mogelijke oorzaken
Na uitgebreid debat en analyse zijn wetenschappers tot een algemene consensus gekomen over de oorzaak van het Perm-Trias-uitsterven. Aanvankelijk vermoedden wetenschappers een asteroïde-impact, net zoals men denkt dat de dinosauriërs zijn gedood. Een veelzeggende iridiumlaag, die naar verwachting wordt afgezet door een grote asteroïdeinslag, ontbreekt echter binnen de Perm-Trias-grens.
In plaats daarvan is de schuld gevallen bij een grote en uitgebreide uitbarsting van de supervulkaan die de zogenaamde Siberische vallen vormde. De Siberische vallen werden gevormd door lava die elk jaar gedurende 40.000 - 200.000 jaar ongeveer 0.24 kubieke mijl (1 kubieke kilometer) lava werd weggepompt, waarvan minstens 20 procent pyroclastisch - gewelddadig naar boven uitgeworpen in plaats van vrijgegeven als een loopneus. Aanvankelijk zou dit de zon hebben geblokkeerd en wereldwijde koeling hebben veroorzaakt, en een groot deel van het landleven zou zijn verstoord door dikke lagen gesmolten as die waren afgezet in een regio die ongeveer zo groot was als Azië.
De rol van methaan clathraten
Er wordt niet gedacht dat het alleen het vulkanisme is dat het Perm-Trias-uitsterven heeft veroorzaakt. Een van de grootste aanwijzingen uit de lagen van de periode is een toename van de verhouding van koolstof-12 isotoop tot koolstof-13. Na vele jaren over hun hoofd te hebben gekrabd over de precieze oorzaak van de verandering, geloven wetenschappers dat slechts één gebeurtenis een verandering had kunnen veroorzaken die zo groot was als die welke werd gemeten: de massale afgifte van methaan clathraten uit de oceanen van de wereld.
Methaanclathraten zijn methaanmoleculen gevangen in een matrix van ijskristallen, die zich ongeveer 0,5 - 1,0 mijl (0,5 - 1,0 km) bevinden onder de continentale grenzen van de wereld. De schattingen van de hoeveelheid methaan-clathraten in de oceanen van de wereld variëren tegenwoordig van 3.000-20.000 gigaton en men denkt dat de hoeveelheid vergelijkbaar was vóór de Perm-Trias-grens. De uitbarstingen van de Siberische vallen goten hun lava voornamelijk in gebieden die uit ondiepe zeeën bestaan, wat de massale afgifte van methaan zou hebben veroorzaakt. Methaan is ongeveer 20 keer effectiever in het veroorzaken van opwarming van de aarde dan koolstofdioxide, en het zou in grote hoeveelheden vrijkomen.
Hoge temperaturen, weinig zuurstof
Bij het vrijkomen van methaan zou de aarde, inclusief de oceanen, zijn opgewarmd, waardoor meer methaanklathaten vrijkomen en de opwarming werd versneld. Het merendeel van de clathraten ter wereld is misschien al in een tijdspanne van slechts 5000 jaar vrijgelaten, wat catastrofale opwarming veroorzaakt. Deze opwarming zou de temperatuurgradiënten tussen de polen verminderen, waardoor de overdracht van voedingsstoffen van land naar zee wordt voorkomen, waardoor massieve algenbloei ontstaat die de zuurstof van de oceanen verbruikt en wijdverspreide anoxie veroorzaakt, wat een verlaging van het zuurstofniveau is.
Zonder zuurstof stierf het grootste deel van de zeefauna. Anaerobe groene zwavelbacteriën bloeiden, verdrongen andere bacteriën en veroorzaakten grote waterstofsulfide-emissies, vernietigden de ozonlaag en stelden het landleven bloot aan schadelijke ultraviolette (UV) stralen. Bewijs van UV-schade is gevonden in plantenfossielen uit het tijdperk.