De planetoïde die toen op de aarde insloeg – en de ondergang van de dino’s inluidde – zou van de aarde een spookplaneet hebben gemaakt.

66 miljoen jaar geleden knalde een flinke planetoïde op de aarde. De planetoïde landde in wat nu Yucatán is. De botsing zou onmiddellijk geresulteerd hebben in aardbevingen, tsunami’s en vulkaanuitbarstingen. Maar wat gebeurde er daarna? Welke impact had de inslag op lange termijn? Dat zijn onderzoekers nu met behulp van een zeer gedetailleerd computermodel nagegaan. Hun bevindingen zijn te lezen in het blad Proceedings of the National Academy of Sciences.

Roet
Het onderzoek richt zich met name op roetdeeltjes die tijdens en na de inslag in de atmosfeer belandden. Hoeveel roet er precies ontstond, is natuurlijk lastig te achterhalen. Maar we kunnen er wel een beeld van krijgen door te kijken naar gesteentelagen die stammen uit de tijd dat de inslag plaatsvond. En die gesteentelagen suggereren dat er zo’n 15.000 miljoen ton aan roet werd gegenereerd. De onderzoekers namen die hoeveelheid over in hun model en keken wat er gebeurde.

In hun studie gaan de onderzoekers in beginsel uit van een enorme hoeveelheid roet: 15.000 miljoen ton. Maar de onderzoekers keken ook wat er gebeurde als er minder roet in de atmosfeer belandde. De gevolgen bleken alsnog heftig. Zo zou bij slechts 5000 miljoen ton roet – ongeveer een derde van wat er volgens beste schattingen in de atmosfeer zou zijn beland – nog een jaar lang geen fotosynthese hebben kunnen plaatsvinden.

Te duister voor fotosynthese
In de simulaties werd het roet verwarmd door de zon en kwam het gaandeweg steeds hoger in de atmosfeer terecht. Uiteindelijk ontstond zo een wereldwijde roetlaag die het grootste deel van het zonlicht tegenhield. “In het begin moet het zo donker zijn geweest als tijdens een nacht met maanlicht,” stelt onderzoeker Owen Toon. Geleidelijk aan moet de lucht zijn opgeklaard, maar dat ging zeer langzaam. Zo zou fotosynthese – het proces waarbij zonlicht wordt gebruikt om CO2 om te zetten in koolhydraten – zeker anderhalf jaar onmogelijk zijn geweest.

Fytoplankton
Je zou misschien denken dat de duisternis een enorme impact had op planten (die aan fotosynthese doen). Maar dat is niet het geval, zo benadrukken de onderzoekers. De meeste planten op het land waren waarschijnlijk al door enorme branden – die door toedoen van de inslag ontstonden – vernietigd. Dat er geen fotosynthese plaats kon vinden na de inslag, zou dan ook het grootste effect hebben gehad op fytoplankton dat aan de onderzijde van de mariene voedselketen bungelt. En het verdwijnen van die kleine organismen moet weer een enorme impact hebben gehad op de andere mariene soorten.

Kouder
Dat het zonlicht langdurig tegengehouden werd door roet had ook gevolgen voor de temperatuur op aarde. De simulaties suggereren dat de temperaturen op het land wel 28 graden Celsius daalden. Boven de oceanen zouden de temperaturen met zo’n 20 graden Celsius zijn afgenomen.

Ultraviolette straling
Maar dat is nog niet alles. Terwijl het oppervlak van de aarde afkoelde, warmde het bovenste deel van de stratosfeer op, omdat het roet zonlicht absorbeerde. Die hogere temperaturen leidden tot vernietiging van ozon. Daarnaast konden door de hogere temperaturen grotere hoeveelheden waterdamp in de bovenste lagen van de atmosfeer worden opgeslagen. Die waterdamp ging de interactie aan met andere deeltjes in de atmosfeer, waardoor stoffen ontstonden die bijdroegen aan de vernietiging van ozon. De ozonlaag werd daarbij zo aangetast dat schadelijke doses ultraviolette straling – nadat het roet uit de atmosfeer was verdwenen – het aardoppervlak konden bereiken.

De dinosaurussen waren één van de slachtoffers van de planetoïde-inslag. Afbeelding: tee2tee / Pixabay

Snel weg
De onderzoekers kwamen tijdens hun simulaties nog voor een andere verrassing te staan. Zo bleek de grote hoeveelheid water die zich in de bovenste lagen van de atmosfeer vormde er tevens voor te zorgen dat het roet – na jaren in de atmosfeer te hebben rondgehangen – vrij abrupt verdween. Op het moment dat het roet uit de stratosfeer begon te zakken, koelde de lucht af. Hierdoor condenseerde de waterdamp in ijsdeeltjes die nog meer roet uit de atmosfeer ‘spoelden’. Er ontstond zo een sneeuwbaleffect: afkoeling leidde tot neerslag, neerslag leidde tot minder roet en dus nog meer afkoeling. En dat sneeuwbaleffect zorgde ervoor dat de dunner wordende roetlaag in enkele maanden tijd verdween.

Uitgestorven
Maar voordat dat sneeuwbaleffect een rol ging spelen, had het roet dus jarenlang in de atmosfeer rondgehangen en al een enorme impact gehad op het leven op aarde. Naar schatting stierf ongeveer 75% van de soorten op aarde na de inslag uit. Veel van de grotere dieren hebben waarschijnlijk kort na de inslag al het leven gelaten. Maar door toedoen van de duisternis en kou moeten in de jaren erna nog vele andere soorten hun voorbeeld gevolgd hebben.

De onderzoekers denken dat hun studie een goed beeld geeft van de effecten die grote hoeveelheden roet op het aardse klimaat hebben. Maar ze benadrukken tegelijkertijd dat hun studie beperkingen heeft. Zo werd voor de simulaties bijvoorbeeld een model gebruikt van de hedendaagse aarde en niet van de aarde zoals deze er 66 miljoen jaar geleden uitzag (de atmosfeer stak toen bijvoorbeeld ietsje anders in elkaar). Daarnaast werd tijdens de simulaties geen rekening gehouden met vulkaanuitbarstingen of zwavel dat na de inslag uit de aardkorst opborrelde. Beide gebeurtenissen zouden waarschijnlijk geresulteerd hebben in een toename van licht reflecterende aerosolen in de atmosfeer. Hoewel het plaatje dus niet compleet is, zijn onderzoekers wel blij met de resultaten. Deze zouden onder meer gebruikt kunnen worden om vast te stellen waarom sommige soorten 66 miljoen jaar geleden uitstierven en anderen het hoofd boven water wisten te houden.