250 miljoen jaar geleden vond de grootste uitstervingsgolf in de geschiedenis van de aarde plaats. Naar de oorzaken is al veel onderzoek gedaan, maar één schakel ontbrak nog. Die denken Amerikaanse onderzoekers nu gevonden te hebben: oncontroleerbare steenkoolbranden, aangestoken door intens vulkanisme. Tezamen brachten die biljoenen tonnen CO2 in de lucht, waarna de planeet bijna onleefbaar werd.

Ze lieten zich met helikopters droppen, trokken te voet door de taigawouden en verkenden met een vlot honderden kilometers rivieroever. Het veldwerk dat een team geologen onder leiding van de Universiteit van Arizona beschrijft in vakblad Geology duurde zes jaar en lijkt op een klassieke ontdekkingsreis door het dunbevolkte binnenland van Siberië.

Daar bevinden zich de zogeheten Siberische Trappen, een basaltvlakte van twee miljoen vierkante kilometer, uitgevloeid door massale vulkaanuitbarstingen aan het einde van het perm, een geologisch tijdvak meer dan 250 miljoen jaar geleden. Het perm eindigde in een massale uitstervingsgolf die wel wordt aangeduid als 'The Great Dying', getalsmatig veel dramatischer dan de bekendere massa-extinctie die het einde van de dinosauriërs inluidde - en in een veel dieper aards verleden.

Ontbrekende puzzelstuk waardoor 90 procent leven verdween

Het is al langer bekend dat de Siberische vloedbasalten voorafgingen aan de Permische massa-extinctie, maar voor een oorzakelijk verband ontbrak een schakel: een enorme hoeveelheid CO2: 11.000 miljard ton om precies te zijn. Die CO2 leidde tot sterke opwarming van de atmosfeer en verzuring van de oceanen, waar als een soort dominoreactie de massa-extinctie uit volgde.

Nou kunnen vulkanen ook veel CO2 in de atmosfeer brengen, maar niet genoeg om de klimaatverandering te verklaren die volgde. De extra bron konden steenkoolpakketten zijn, was als hypothese al geopperd, net als massale bosbranden. Deze steenkoolpakketten zijn afkomstig uit het nog oudere Carboon, en lagen in het perm nog op veel plaatsen relatief dicht aan het aardoppervlak.

Het nieuwe onderzoek levert het bewijs: in de Siberische afzettingen zijn diverse plekken gevonden waar de gloeiende magmastromen door steenkoolpakketten zijn gesneden, daarbij jarenlange, onblusbare steenkoolbranden creërend, mét een torenhoge CO2-uitstoot en dramatische klimaatverandering tot gevolg. Ook voor de bosbranden vonden ze bewijs in de afzettingen.

Zuurstofloos oceaanwater van 40 graden, zwavelgassen in de lucht

Uit de chemische samenstelling van gesteenten die op de oceaanbodem zijn gevormd, blijkt dat tijdens het hoogtepunt van de permische uitstervingsgolf de gemiddelde temperatuur van de oceanen rond de tropen steeg naar 40 graden.

Door de hoge temperaturen ontstonden grote zuurstofloze delen in de oceanen, terwijl de zuurgraad van het water sterk toenam door het oplossen van grote hoeveelheden CO2. In het zuurstofarme water namen vervolgende zwavelvormende bacteriën de dienst over, waarna ook de aardse atmosfeer zich vulde met giftige dampen.

Op het eindpunt van deze lange kettingreactie was in de oceanen ruim 90 procent van het complexe leven uitgestorven, en op land bleven zo weinig plantensoorten over, dat uit de volgende geologische periode - het trias - nergens op aarde steenkoolpakketten bekend zijn: er waren simpelweg te weinig plantensoorten over om de biomassa te vormen.

Al met al kroop het leven aan het einde van het perm door het oog van de naald, zowel op land als op zee. Maar over de miljoenen jaren die volgden, herstelde het. Wij stammen af van de overlevers, net als de huidige bossen op aarde en al het andere leven.