Streven. Vlaamse editie. Jaargang 57

[p. 823]

Ecologische catastrofes in het - geologisch - verleden?
Henk Jans

In wetenschappelijke kringen maar ook daarbuiten maakt men zich de jongste tijd nogal wat zorgen over klimaatswijzigingen op planetaire schaal, die een gevolg zouden (kunnen) zijn van uit de hand gelopen, menselijke activiteiten. Voorop in die zorgen staat het zo geheten broeikas-effect: de versnelde opwarming van de atmosfeer door het alsmaar stijgende CO₂-gehalte tengevolge van de massale verbranding van fossiele brandstoffen en - sinds kort eveneens aanwijsbaar - de rooiing en verbranding van immense bosbestanden in de Derde Wereld¹. In zijn nieuwjaarsboodschap probeerde Johannes-Paulus II heel de problematiek in één paragraaf samen te persen: ‘De geleidelijke vernieling van de ozonlaag en het ermee verbonden broeikas-effect heeft nu crisis-afmetingen bereikt als gevolg van de industriële groei, de grote stedelijke concentraties en de steeds grotere nood aan energie, het ongecontroleerde ontbossen, het aanwenden van bepaalde soorten onkruidverdelgers, koelvloeistoffen en drijfgassen: van dit alles weet men dat het de atmosfeer en het milieu beschadigt. Als gevolg hiervan treden metereologische en atmosferische wijzigingen op, die gaan van nadeel voor de gezondheid tot mogelijke overstroming van laag gelegen gebieden’². In zijn algemeenheid geeft de Vaticaanse tekst tamelijk goed weer waar het vele bezorgde instanties om te doen is, maar hij zegt uiteraard niets over de nog steeds aanzienlijke onzekerheden en meningsverschillen omtrent de besproken of voorspelde fenomenen.

1 Voor een beknopte behandeling van het broeikas-effect (tot 160.000 jaar geleden) zie Stephen H. Schneider, The Changing Climate, in Scientific American (Special Issue. Managing Planet Earth, sept. 1989, pp. 38-47.

2 Vert. in Pax Christi Koerier, jan.-feb. 1990, pp. 17-23; cit. p. 19.

[p. 824]

Niet zo uitzonderlijk

Weinig natuurfenomenen zijn zo moeilijk te ontrafelen als de verwikkelde samenhang en wisselwerking (mét terugkoppelingsmechanismen) tussen ‘oorzaak en gevolg’ in het klimaat op aarde. De computermodellen van het broeikas-effect hebben uiteraard de neiging om het CO₂- (en methaan-) gehalte te hanteren als de primaire en doorslaggevende oorzaak van de opwarming, ofschoon men heel goed weet dat tal van andere factoren een belangrijke rol spelen in de totstandkoming van een bepaald klimaattype. Dat zijn factoren van astronomische aard als de bekende, over duizenden tot tienduizenden jaren gespreide variaties van de aardbaan om de zon³ en mogelijke fluctuaties van de zonnestraling zelf, naast aardse factoren als het geografisch reliëf, de omvang én de relatieve verspreiding van de continenten over de aardbol⁴, oppervlakte- en dieptestromingen van de oceanen en de wolkenbedekking ('s nachts versterkt die bedekking het broeikaseffect maar overdag heeft zij een tegengesteld effect doordat zij de zonnestraling reflecteert).

Al naar gelang van de gehanteerde modellen variëren de schattingen van de gemiddelde verhoging van de temperatuur - tengevolge van het broeikas-effect - van 1^o tot 5,2°C binnen de volgende halve of hele eeuw. De schattingen van de daarmee verbonden zeespiegelrijzingen (ten gevolge van de gedeeltelijke afsmelting van de arctische en/of antarctische ijskappen) variëren van 0,2 m tot 1,5 m. Mocht dit laatste het geval zijn, dan zouden inderdaad thans dichtbevolkte gebieden onder water staan. Nadrukkelijker dan ooit is men de geologische wetenschappen gaan ondervragen omtrent mogelijkerwijze gelijksoortige fenomenen in het verleden van de planeet. Zowel in het nabije als verre geologische verleden blijken zich temperatuuren zeespiegelschommelingen te hebben voorgedaan, die veel aanzienlijker waren dan de thans in het vooruitzicht gestelde. Tijdens het Mesozoïcum (zo'n 100 miljoen jaar geleden) lag de globale temperatuur 10^o tot wellicht 15^o hoger dan thans. Tijdens de jongste ijstijd (amper 18.000 jaar geleden) lag de temperatuur 5^o beneden de huidige. Tijdens de daarop volgende algemene opwarming werd 7.000 jaar geleden een klimaatoptimum bereikt met een temperatuur die 2°C hoger was dan de huidige. En wat het klimaat

3 Door velen beschouwd als de ‘motor’ van de afwisseling tussen koude en warme periodes tijdens de kwartaire ijstijd, cfr. J. Imbrie en K. Palmer Imbrie, De ijstijd. Het raadsel ontsluierd, Standaard Wetenschappelijke Uitgeverij, Antwerpen/Amsterdam, 1980; voor een uitvoerige bespreking ervan, cfr. H. Jans, De ijstijd: het raadsel ontsluierd, in Streven, juni 1981, pp. 845-850.

4 Voor de recente geologische inzichten in de beweging van de continenten en de ‘platentektoniek’ cfr. H. Jans, En toch bewegen ze... de continenten, in Streven, aug.-sept. 1973, pp. 1043-1055.

[p. 825]

in historische tijden betreft: de warmere periode werd onderbroken - tussen 1500 en 1850 - door wat men ‘de kleine ijstijd’ heeft genoemd, met een temperatuur die gemiddeld 0,6^o lager was dan de huidige. En zelfs de algemene opwarming tijdens deze eeuw werd van de jaren '40 tot '70 onderbroken door een koudere periode, om daarna weer te stijgen tot het vooralsnog warmste decennium van de eeuw in de pas afgelopen jaren 80. Zoveel staat vast: grote temperatuurschommelingen zijn in het recente en oude geologische verleden frequent geweest, en gingen zelfs in onze eeuw niet altijd gepaard met het onverminderd groeiende CO₂-gehalte van de atmosfeer. Maar ook de zeespiegelrijzingen en -dalingen zijn in dat verleden vaak veel aanzienlijker geweest dan de paar meter waarover men zich thans terecht bezorgd toont. Tijdens het hoogte- (of diepte-) punt van de jongste ijstijd was de zeespiegel met 80 tot 100 m gedaald. Dat maakte de migratie van landfauna's mogelijk tussen Groot-Brittannië en het Europese continent via de drooggevallen Noordzee en tussen Eurazië en Noord-Amerika via de landengte (nu zeeëngte) van Bering. Daar tegenover staat dat het volledig afsmelten van de bestaande ijskappen een wereldwijde zeespiegelrijzing van 65 m met zich zou meebrengen. Is het nog nodig te benadrukken dat alle hoger vermelde ‘schommelingen’ zich hebben voorgedaan zonder dat daarmee ook maar enige menselijke activiteit gemoeid kón zijn?

In het licht van deze gegevens ontkomt men moeilijk aan de indruk dat de mens zijn invloed op het klimaat misschien toch overschat, althans op de iets langere termijn van enkele eeuwen. Volgens de specialisten van de recente ijstijd(en)⁵ zijn we al volop onderweg naar een nieuwe ijstijd, waarvan de climax zich binnen 23.000 jaar zal voordoen. Het huidige, door de mens veroorzaakte broeikas-effect zou tot niet méér in staat zijn dan tot een uitstel van de volgende ijstijd met zo'n 2.000 jaar. Wel zou de temperatuur tijdens die uitstelperiode gevoelig hoger liggen dan tijdens het klimaatoptimum van 7.000 jaar geleden.

Op twee punten heeft de bezorgdheid over het broeikas-effect een lichtjes paradoxaal karakter. Vooreerst: recente studies wijzen erop dat grote biotische crises in het geologisch verleden (tijdens welke fauna's en in iets mindere mate flora's massaal uitstierven) verbonden waren met gevoelige dalingen (en niet de zo gevreesde stijging!) van de globale temperatuur. Vervolgens: in sommige wetenschappelijke middens en in de publieke opinie geldt als vanzelfsprekend dat wij mensen ‘alles moeten doen wat wij kunnen

5 Cfr. J. Imbrie en K. Palmer Imbrie, o.c., pp. 187-198; J.M. Mitchell, The Natural Breakdown of the Present Interglacial and its Possible Intervention by Human Activities, in Quaternary Research, 2 (1973), pp. 436-445.

[p. 826]

om een verdere opwarming van de atmosfeer, ja álle klimaatswijzigingen te verhinderen en te voorkomen’. Die overtuiging berust op de vrijwel nooit uitgesproken en letterlijke conservatieve (veronder)stelling dat het heersende klimaat of dat van pakweg een eeuw geleden (want naar ‘de kleine ijstijd’ wil niemand terug) voor alle levende wezens ‘het überhaupt best mogelijke is’. Daarom moet het met alle middelen voor altijd (!) in stand gehouden worden. De vraag is niet alleen of dat waar is, maar ook of dat waar gemaakt kan worden. Als we dat niet kunnen, betekent dit nog niet dat wij dus alles maar op zijn beloop moeten laten. Die stelling wijst er echter wel op dat de publieke en andere opinies blijkbaar makkelijker beroerd worden door de min of meer sensationele voorspelling van ecologische catastrofes in de toekomst dan door ernstige milieu-aantastingen (als de zure regen, de vervuiling en/of vergiftiging van de zoetwaterreserves...) die onder onze ogen plaatsgrijpen. De bezorgdheid om het broeikas-effect is hoogst waarschijnlijk terecht, maar mag de aandacht niet afleiden van de heersende ecologische misstanden die steeds grotere schade aan het milieu aanbrengen.

Catastrofisme: een onverwachte come-back

Al dan niet geïnspireerd door het bijbelse zondvloedverhaal heeft het catastrofisme lange tijd het voorwetenschappelijk en wetenschappelijk, geologisch denken beheerst. Tot diep in de 19e eeuw waren vermaarde geologen en paleontologen overtuigde catastrofisten: omwentelingen of ‘revoluties’ van korte duur zouden, herhaaldelijk en wereldwijd, de bestaande fauna's en flora's (nagenoeg) geheel uitgeroeid hebben, waarna telkens volstrekt anderssoortige fauna's en flora's de zeeën en continenten bevolkten. Nog in 1849 stelde de voortreffelijke paleontoloog A. d'Orbigny (1802-1857) dat, na de catastrofe die het einde van het Devoon gemarkeerd had, er niet minder dan 27 dergelijke catastrofes hadden plaats gevonden. Telkens had God gloednieuwe soorten dieren en planten geschapen!

De belangrijkste vertegenwoordiger van een wat genuanceerder catastrofisme was de wereldberoemde Franse paleontoloog A. Cuvier (1769-1832). In zijn baanbrekende studie van de (tertiaire) afzettingen in het ‘bekken van Parijs’ had hij - volkomen juist trouwens - de herhaalde afwisseling nagewezen van mariene en continentale sedimentlagen. De afzonderlijke lagen bleken telken male fossiele soorten te bevatten die nergens in de daaraan voorafgaande, oudere sedimenten aangetroffen waren. Cuviers conclusie was klaar: grote zeespiegelrijzingen en -dalingen hadden een aantal keren de bestaande continentale en mariene fauna's vernietigd. Cuvier

[p. 827]

was kritisch of verstandig genoeg om geen beroep te doen op herhaalde (goddelijke) scheppingen. Volgens hem was de telkens van alle leven schoongeveegde ruimte, opnieuw gekoloniseerd door soorten die buiten het geregeld overstroomde of drooggevallen bekken in leven waren gebleven. Terloops was hij bereid om de bijbelse zondvloed te accepteren als de beschrijving van de laatste in de reeks van dergelijke catastrofes.

Het catastrofisme in de geologie was niet zo extravagant als het nadien veelal is voorgesteld. De geologische tijdsindeling berustte immers - en berust nog steeds - op de constatering dat zowel hoofdtijdperken (toentertijd nog Primair, Secundair en Kwartair geheten) als onderdelen daarvan (de periode van het Krijt b.v., met de tijdvakken Onder-Krijt en Boven-Krijt, zelf nog in een aantal tijden als b.v. het Maastrichtiaan verdeeld) her-kend kunnen worden en dus gekenmerkt zijn door soorten planten en dieren die juist voor de betroffen tijdperken, periodes, tijden... typisch en/of uniek zijn. Die relatieve datering van de aardlagen had trouwens met stijgend succes gebruik gemaakt - en doet dat nog steeds - van zo geheten gidsfossielen. Dat zijn, per definitie, fossiele soorten die tijdens een (geologisch) korte tijdspanne en - in het ideale geval - wereldwijd overvloedig aangetroffen worden om daarna geheel uit het fossielenregister te verdwijnen. Wat lag er meer voor de hand dan de veronderstelling dat zij ‘plotseling’, op catastrofale wijze, aan hun eind waren gekomen? Voorgoed uitgestorven waren en zijn ze in alle geval.

Intussen was echter een heel ander en bijzonder vruchtbaar paradigma in de maak. Het zette zich door in de tweede helft van de vorige eeuw en werd tot voor een paar decennia vrijwel algemeen aanvaard en onderwezen. De grote pleitbezorger van het uniformitarisme (nadien en thans liever actualisme geheten) was Charles Lyell (1797-1875) met zijn tussen 1830 en 1833 verschenen driedelig werk Principles of Geology. De ondertitel Being an Inquiry How to the Former Changes of the Earth's Surface are Referable to Causes Now in Action was op zichzelf al een programmaverklaring. Onder het motto The present is the key to the past, stelde Lyell dat wij alle geologische fenomenen moeten leren verstaan als voortgebracht en beheerst door dezelfde natuurkrachten en wetmatigheden (van erosie, sedimentatie, vulkanisme...) die we ook nu nog overal aan het werk kunnen zien. De op het eerste gezicht nog zo verregaande of verschrikkelijke veranderingen in het (oude) gelaat van de aarde, hoeven wij niet toe te schrijven aan catastrofale gebeurtenissen van korte duur. Dezelfde ‘resultaten’ kunnen verkregen worden dank zij de zeer lange tijdsduur (van tientallen tot honderden miljoenen jaren) tijdens welke de ons vertrouwde natuurkrachten ook vroeger aan het werk zijn geweest. Aanvankelijk hield ook Lyell nog vast aan de

[p. 828]

onveranderlijkheid van de soorten. Door On the Origin of Species (1859) van zijn beroemde tijdgenoot Charles Darwin (1808-1882) liet hij zich overtuigen dat voor de evolutie van het leven dezelfde principes moesten gelden. Darwin van zijn kant bekende al in een brief van 1844: ‘Ik heb het gevoelen dat de helft van wat ik schrijf uit Lyells hoofd stamt’. Het actualisme werd hét paradigma van de geologie. In 1938 noteerde F.D. Adams: ‘Lyells Principes van de geologie heeft de doodsteek gegeven aan de grote School van het Catastrofisme in de geologie’⁶.

Darwins originele evolutietheorie droeg het hare bij tot de triomf van het actualisme. Darwin insisteerde op het geleidelijk en continu karakter van het veronderstelde proces. Een proces dat werd beheerst door de inherente (ook nu waarneembare) variabiliteit van de soorten en door de selecterende invloed van een zeer langzaam veranderend milieu, dat de overlevingskans van bestaande en de opkomst of het ontstaan van nieuwe soorten bepaalt. Darwins theorie is nadien wel op wezenlijke punten gecorrigeerd en/of aangevuld door de ontdekking van de Mendeliaanse erfelijkheidswetten, de structuur en de rol van genen, chromosomen en mutaties. Maar dit alles leidde in de jaren '30 en '40 dan toch tot de ‘definitieve’ neodarwiniaanse Synthetic Theory van T. Dobzhansky (1938) en The Modern Synthesis van J.S Huxley (1948). Het kernstuk daarvan bleef dat zeer geleidelijke, haast onmerkbare veranderingen op heel lange termijn tot de meest uitzonderlijke eindresultaten hebben geleid.

Van meet af aan zijn er altijd wel geologen geweest die zich verzetten tegen een te dogmatische formulering van het actualisme⁷. Zij wezen erop dat het hoegenaamd niet zeker noch bewezen is dat de (milieu)omstandigheden in het geologisch verleden precies dezelfde waren geweest als degene die we thans kunnen waarnemen. Misschien was in een ver verleden de samenstelling van de aardse atmosfeer verschillend van de huidige; waren de vulkanische activiteit en de erosieprocessen qua intensiteit en chemische aard anders dan nu; waren zelfs de omvang van de continenten én hun geografische spreiding zeer verschillend van de huidige. De vrij late erkenning en recente ontrafeling van de jongste ijstijd toonde bovendien aan dat binnen de geologisch zeer korte tijdspanne van enkele honderdduizenden jaren, zich herhaaldelijk letterlijk verreikende klimaatswijzigingen hadden voorgedaan. Zeggen wij maar meteen dat de meeste van deze kritische ver-

6 Frank Dawson Adams, The Birth and Development of the Geological Sciences (1938), Dover Publications Inc., 1954, p. 226.

7 Voor een aantal boeiende en ‘profetische’ getuigenissen daarvan cfr. H. Hölder, Geologie und Paläontologie. In Texten und ihrer Geschichte, Verlag Karl Albert, Freiburg/München, 1960, pp. 456-494.

[p. 829]

moedens door later onderzoek bevestigd werden en nu geïntegreerd zijn in een genuanceerder actualisme.

Om die reden werd echter het paradigma zelf niet opgegeven. Elke verklaring met wetenschappelijke pretentie moet uiteindelijk beroep doen op (althans in principe) empirisch verificeerbare, fysico-chemische oorzaken en wetmatigheden. Wat nu wel erkend wordt is dat deze oorzaken en wetmatigheden gerelateerd waren aan andere beginvoorwaarden en dat ze in het geologisch verleden heel andere uitwerkingen (kunnen) gehad hebben dan die welke wij thans waarnemen. Een aldus terecht ‘hervormd’ actualisme hoeft daarom alleen nog geen catastrofale gebeurtenissen te behelzen.

Met dat al bleven er echter in de aangepaste versie van het actualisme enkele moeilijk verteerbare anomalieën zitten. De hardnekkigste daarvan was de grens tussen Mesozoïcum en Cenozoïcum (tussen het Krijt en het Tertiair) zo'n 65 miljoen jaar geleden. In een tijdspanne van hooguit een paar miljoen jaar is toen o.m. de uitermate rijk gediversifieerde groep van de befaamde dinosauriërs geheel van de aarde verdwenen! Dergelijke ‘plotselinge’ verdwijningen van andere zoölogische groepen of soorten blijken in het geologische verleden herhaaldelijk voorgekomen te zijn. Men heeft het thans meer en meer over het intrigerende verschijnsel van de mass extinction of het massaal uitsterven. De klap op de vuurpijl is de sinds 1980 door vader en zoon Louis en Walter Alvarez met klem verdedigde stelling: dat het einde van het Krijt gemarkeerd is geweest door de inslag van een reusachtige meteoriet, waarvan de fall-out heel het aardse ecosysteem grondig zou hebben ontwricht (met als gevolg o.m. het uitsterven van de dinosauriërs)⁸. Daarmee was het debat over mogelijke, ecologische catastrofes geopend. Voor september 1990 is al een vierde internationale conferentie over dat onderwerp aangekondigd (te Oxford) onder de titel Innovations and Revolutions in the Biosphere.

8 L.W. Alvarez, Experimental Evidence that an Asteroid Impact Led to the Extinction of Many Species 65 Million Years Ago, in Proceeding of the National Academy of Sciences, 80, pp. 672-642 (1983).

Massaal en/of catastrofaal uitsterven?
Een begripsverheldering

Ook volgens de meest orthodoxe neodarwiniaanse interpretatie zijn er in de loop van honderden miljoenen jaren ongetwijfeld miljoenen soorten ná hun ontstaan ook weer uitgestorven. Zowel het ontstaan van nieuwe soorten, geslachten, families... als het verdwijnen ervan zou zich voltrokken heb-

[p. 830]

ben onder de selectie-druk van langzaam veranderende milieu-omstandigheden. Soorten die niet tegen de veranderingen opgewassen waren, zijn verdwenen; beter en/of optimaal aan de gewijzigde toestanden aangepaste soorten ontstonden. In dat perspectief zijn de inmiddels uitgestorven ‘voorouders’ niet zomaar (zin- of nutteloos) ten onder gegaan, maar leven a.h.w. voort in de nieuwelingen die uit hen zijn voortgekomen. Vrijwel alle geologen en paleontologen nemen aan dat dit continu selectieproces de hele tijd werkzaam is geweest. Het daarmee verbonden veelvuldige uitsterven wordt background extinction (achtergronds uitsterven) genoemd en heeft op zich nog niets met een bruuske mass extinction of massaal uitsterven te maken.

Van massaal uitsterven kan pas sprake zijn wanneer binnen een geologisch korte tijdspanne van 1 tot 3 à 4 miljoen jaar en niet alleen lokaal of regionaal maar nagenoeg wereldwijd, in zee en op het land, een aanzienlijk aantal soorten (tot 50% en meer) of een aanzienlijk aantal taxonomische groepen van hogere rang (als geslachten, families, onderorden en zelfs orden...) voorgoed uit het fossielenregister verdwenen zijn. De internationale conferentie van Snowbird (Utah, USA, 1988) Global Catastrophies in Earth History heeft veel bijgedragen tot de hoognodige begripsverheldering. Op grond van wat men onder massaal uitsterven dient te verstaan, werden in de laatste 700 miljoen jaar van de aardgeschiedenis 17 ernstige biotische crises erkend en weerhouden. Daarvan worden een zestal aangemerkt als

tijdperk of periode	miljoen jaar geleden	uitgestorven families van mariene fauna	aanwijzingen i.v.m. klimaatswijzigingen (globale afkoeling)
einde Krijt	65	11%	afkoeling vooral aanwijsbaar in landflora's
einde Trias	213	12%	waarschijnlijk afkoeling
einde Perm	250	54%	grote ijskappen in het zuidelijk halfrond op het supercontinent Pangaea
Boven-Devoon	365	14%	ijskappen in het zuidelijk halfrond op het Gondwana-continent om de zuidpool
begin Siluur	438	12%	ijskappen op het Gondwana-continent in de buurt van de zuidpool
Pre-Cambrium	650	uitgestorven soorten: 70% zeewieren	grootste uitbreiding van ijskappen in beide halfronden, op een van noord- tot zuidpool reikend supercontinent

[p. 831]

uitzonderlijk zware mass extinctions, waardoor telkenmale de vóór de crisis bestaande biodiversiteit op drastische manier gereduceerd is⁹.

Van dit zestal geven we in tabelvorm een paar relevante bijzonderheden.

Een paar kanttekeningen bij deze tabel. De veruit zwaarste biotische crisis blijkt die van het Perm geweest te zijn (met naar schatting 77% tot 96% uitgestorven mariene soorten). Zeer opmerkelijk is ook dat vier van de zes grote crises gepaard gingen met grote uitbreidingen van landijs en wel telkens als continentale gebieden zich dichtbij of op één van de aardpolen (of beide) bevonden.

Op grond van deze gegevens en gedetailleerde studies van andere biotische crises lag het voor de hand het massaal uitsterven toe te schrijven aan een versnelde globale daling van de aardse temperaturen (ook dan bleef vanzelfsprekend nog de vraag open naar de oorzaken van het kouder wordend klimaat: daarover gaat juist het huidige debat!). Die veronderstelling vond behoorlijk veel steun in het frequent aanwijsbare feit dat biotische crises vooral in de tropische (of supertropische) zones erg hebben huisgehouden. Dat wordt begrijpelijk als men bedenkt dat warmte-minnende soorten (die een tropisch klimaat nodig hebben om te overleven) letterlijk nergens naartoe kunnen tijdens een globale afkoeling van het klimaat. Dit in tegenstelling tot soorten die aan koude of gematigde klimaten zijn aangepast. Die kunnen nl. desgevallend in zee of over het land uitwijken naar geschikte zones, dichter bij de evenaar gelegen. Zulks is b.v. gebeurd tijdens de jongste ijstijd (getuige daarvan de prachtige prehistorische rotsschilderingen van rendieren in de Franse Dordogne). In Snowbird werd enige overeenstemming bereikt over drie vormen van massaal uitsterven. De eerste, waarmee haast niemand moeite heeft, heet graded mass extinction (gradueel massaal uitsterven): binnen de tijdspanne van enkele miljoenen jaren heeft een versnelde en continue verslechtering van het klimaat de voordien rijk gediversifieerde fauna nagenoeg geheel uitgeroeid. Dit begon met soorten die het minst tegen een milieuverandering opgewassen waren om te eindigen met soorten die de voortschrijdende verandering aanvankelijk nog wel aankonden maar het tenslotte toch moesten begeven. De tweede soort massaal uitsterven heet stepwise mass extinction (stapsgewijs massaal uitsterven): hier zouden eveneens versnelde maar stapsgewijs optredende milieuveranderingen in het spel zijn, waarop de fauna's reageerden met een eerste, korte bloei van nieuwe soorten (waarvan sommige het nauwelijks honderdduizend

9 Cfr. de monografische studie van Steven M. Stanley, Extinction, Scientific American Books Inc., W.H. Freeman and Company, New York/Oxford, 1987, 242 pp.; en (beknopt en overzichtelijk) Edward O. Wilson, Threats to Biodiversity, in Scientific American, sept. 1989 (o.c), pp. 60-66.

[p. 832]

jaar uithielden), gevolgd door een tweede bloei van nieuwe soorten, en nog een of nog een... totdat ze tenslotte alle het intussen sterk gewijzigde milieu niet meer aankonden. Dat zou volgens sommigen gebeurd zijn op de grens tussen Krijt en Tertiair en tussen Eoceen en Oligoceen. Alleen de derde vorm van uitsterven zou de naam verdienen van catastrophic mass extinction (catastrofaal massaal uitsterven): daar zou hoegenaamd niets te merken zijn van enige graduele of stapsgewijze geleidelijkheid in de wijzigingen van het milieu en het uitsterven van de fauna's. Het moeten ‘ogenblikkelijke’ (in dagen, maanden of hoogstens een paar tientallen of honderden jaren gerekende) ontredderingen van heel het aardse ecosysteem zijn geweest. Dat zou met name gelden voor het massaal uitsterven in het Boven-Devoon en natuurlijk ook voor het einde van het Krijt.

Buitenaardse oorzaken: pro en contra

We zagen reeds dat de wagen van het nieuwe catastrofisme voorgoed aan het rollen is gebracht door de hypothese dat het massale uitsterven op het einde van het Krijt zou te wijten zijn aan de inslag van een grote meteoriet. De hypothese roept twee verschillende vragen op: 1. heeft zo'n inslag inderdaad plaats gevonden? en 2. waren de gevolgen ervan van die aard dat zij een massaal uitsterven met zich meebrachten?

De eerste vraag wordt vrij algemeen positief beantwoord vanwege de ontdekking van de veel besproken iridium-anomalie. Op twee plaatsen (in Italië en Zuid-Spanje) vond men, op de grens tussen Krijt en Tertiair, en binnen een continue reeks mariene sedimenten, een paar cm dik kleilaagje dat een abnormaal hoog gehalte iridium bevat. Iridium, een metaal van de platinagroep, is uiterst zeldzaam in de aardkorst maar komt in vergelijkbare hoge concentraties normaal in steenmeteorieten voor. Het kleilaagje, dat hoogstens een paar honderd jaar sedimentatie voorstelt, markeert tevens een opvallende verarming van de micro-fauna (vnl. planctonische foraminiferen/eencelligen). Onder het laagje in rijke verscheidenheid aanwezig, is die microfauna boven het laagje nog slechts met een paar soorten vertegenwoordigd. Nadat vader en zoon Alvarez dit hadden aangetoond, werd dezelfde iridium-anomalie op vele plaatsen in de wereld (op de grens tussen Krijt en Tertiair) teruggevonden. Uit modelberekeningen blijkt dat de inslag van een meteoriet van om en bij 10 km diameter zou volstaan om door zijn fall-out wereldwijd de hoge iridiumconcentraties in de sedimenten te veroorzaken. Om die reden nemen de meeste deskundigen aan dat zo'n inslag inderdaad heeft plaats gevonden. De enige rivaliserende theorie is die van geologen als Officer, Drake en Devine, die de iridium-anomalie en

[p. 833]

het massale uitsterven toeschrijven aan een abnormaal hoge vulkanische activiteit, eveneens op het einde van het Krijt. Die activiteit blijkt o.m. uit de maximaal 2 km dikke basaltlagen (de Deccan traps) die het noordwesten van de Indiase ‘driehoek’ bedekken¹⁰. Tegen die theorie spreekt echter de aanwezigheid in het fameuze kleilaagje van op typische manier ‘gestresseerde’ kwartskristallen, een structuur die alleen te verklaren is door een kortstondige, zeer hoge druk (als die van een met hoge snelheid inslaande meteoriet).

Over de tweede vraag, de gevolgen van de inslag, lopen de meningen wat uiteen. Volgens de enen zou de inslag zoveel stof en gruis in de atmosfeer hebben verstrooid, dat de zonnestraling voor een korte maar onheilvolle tijd op drastische wijze werd gereduceerd. Volgens anderen zou de inslag veeleer wereldwijde bosbranden hebben teweeggebracht, waarvan de roetvorming eveneens de zonnestraling zou hebben gereduceerd. Als bewijs daarvan voeren zij de ontdekking aan (aanvankelijk op Nieuw-Zeeland maar nadien ook elders) van roetlaagjes in sedimenten die na de veronderstelde inslag zijn afgezet. Tussen beide verklaringen is een verzoenend compromis mogelijk: vrijwel onmiddellijk ná de stofwolk zouden de branden ontstaan zijn die het afkoelingseffect nog versterkt hebben. Beide interpretaties behelzen trouwens hetzelfde resultaat: een wereldwijde drastische afkoeling van het klimaat, waartegen de grote dinosauriërs niet opgewassen waren, maar die de toenmalige kleine zoogdieren hebben overleefd om nadien tijdens het Cenozoïcum (Tertiair) tot de bekende hoge bloei te komen. Het catastrofale einde van het Krijt was trouwens de onmiddellijke inspiratiebron voor het scenario van de nucleaire winter, die volgens een aantal deskundigen (of onheilsprofeten) over de wereld zou neerdalen na een algemene atoomoorlog.

Of de meteorietinslag werkelijk de doorslaggevende oorzaak van het uitsterven van de dinosauriërs is geweest, wordt door sommigen nog betwijfeld. Uit het paleontologisch onderzoek blijkt immers dat 17 van de 30 dinosauriërgeslachten de laatste 10 miljoen jaar van het Krijt reeds uitgestorven waren (dus vóór de veronderstelde inslag). Daarbij komt nog dat men intussen wel ijverig maar tevergeefs heeft gezocht naar een iridiumanomalie in oudere gesteenten, afgezet tijdens andere bekende periodes van massaal uitsterven. Stanley meent dat ‘de iridium-anomalie nog anomaler

10 Volgens een recente hypothese (nov. 1988) van de Amerikaanse geologen D. Alt, J.M. Sears en D.W. Hyndman zouden massale uitvloeiingen van basalt (als die van Deccan) het gevolg kunnen zijn van de inslag van een grote meteoriet. De vlakke (en donkere) ‘maanzeeën’ of maria zijn in alle geval door maanbasalt opgevulde inslagkraters.

[p. 834]

is geweest dan de ontdekkers ervan dachten’, en dat de biotische crisis van het einde van het Krijt al miljoenen jaren aan de gang was (door een algemene, voortschrijdende afkoeling van het klimaat) en slechts versneld of voltooid is geweest door een meteorietinslag.

Heel wat betwistbaarder en grotendeels onbewezen lijkt de hypothese (Raup en Sepkoski) dat het massaal uitsterven (althans tijdens het Mesoen Cenozoïcum) een cyclisch of periodisch fenomeen is geweest, dat om de 26 miljoen jaar optrad¹¹. Ook daarvoor zouden alleen astronomische oorzaken in aanmerking komen: tijdens de bewegingen van ons zonnestelsel door de Melkweg zouden komeetbanen regelmatig verstoord worden en de aardse atmosfeer op velerlei wijze verontreinigen en verstoren. Er wordt zelfs beroep gedaan op verstoringen door een hypothetische planeet of een nabije, donkere ster, Nemesis (ster des doods) geheten. Deze hoog speculatieve ideeën ignoreren het (voornaamste) bezwaar tegen de veronderstelde periodiciteit: dat nl. een paar bekende biotische crisissen helemaal niet in het voorgestelde tijdsschema passen, terwijl een paar kleinere crisissen overdreven of nog (uit)gevonden moeten worden om het schema op te vullen.

De hypothese van een (catastrofale) meteorietinslag is echter niet zo buitenissig als op het eerste gezicht lijkt. Het overbekende ‘pokdalige’ uitzicht van onze maan is overwegend bepaald door veelvuldige, ten dele reusachtige (honderden km brede) inslagkraters. Na het bemande maanonderzoek en de analyse van de maangesteenten bestaat daarover niet de geringste twijfel meer. De studie van de maan heeft evenwel ook aangetoond dat de meeste en grootste kraters zich hebben gevormd tijdens de eerste anderhalf miljard jaar van het 4,7 miljard oude planetenstelsel. Ongetwijfeld heeft ook de aarde toen een groot aantal inslagen te verwerken gekregen. Maar de sporen daarvan zijn allang uitgewist dank zij zowel de uitwendige erosieprocessen (werkzaam in atmosfeer en hydrosfeer) als de aanzienlijke inwendige krachten (die zich o.m. uiten in de gebergtevorming en de beweging van de continenten). Goed bewaard en bekend is een enkele duizenden jaren oude inslagkrater in Arizona (met een diameter van 1.300 m). Historisch is de meteorietinslag van 30 juni 1908 in de (onbewoonde) Siberische taiga, die in een straal van 60 km miljoenen bomen heeft geveld. De praktisch ingestelde Amerikanen hebben in 1981 een Spacewatch Workshop gehouden over dat onderwerp. Volgens hun berekeningen (o.m. gebaseerd op de omvang, frequentie en chronologie van de maankraters) achtten zij de statistische waarschijnlijkheid van een inslag als die van Ari-

11 D.M. Raup and J.J. Sepkoski, Periodicity in Marine Mass Extinctions, in D.K. Elliott (ed.), Dynamics of Extinction, Wiley, New York, 1986, pp. 3-36.

[p. 835]

zona: eenmaal om de 50.000 jaar; en die van een inslag van een zeer grote meteoriet (met meer dan 10 km doormeter): eenmaal om de honderd miljoen jaar. Bekend zijn ongeveer 55 asteroïden (meteorieten met een diameter van meer dan 3 km die de baan van de aarde (kunnen) kruisen. In 1937 scheerde Hermes (met een doormeter van 1 km) op 800.000 km - op interplanetaire schaal ‘rakelings’ - langs de aarde. Met de wetenschap alleen van een mogelijke en catastrofale meteorietinslag is de mensheid vooralsnog weinig gebaat: zo'n inslag kunnen wij evenmin ‘tegenhouden’ als vulkanische uitbarstingen of aardbevingen.

Bij wijze van conclusie

Vanuit wetenschapshistorisch en -theoretisch oogpunt is de come-back van het catastrofisme in de geologie een boeiende en leerrijke aangelegenheid. Lange tijd zijn actualisme en catastrofisme gehanteerd als volstrekt tegengestelde, elkaar uitsluitende paradigmata. Het heersende debat daaromtrent toont aan dat de werkelijkheid toch complexer en anders kán zijn dan wat men ervan meende gevat te hebben in een nog zo vruchtbaar, misschien zelfs intellectueel of esthetisch bevredigend paradigma. Opmerkelijk is bovendien dat de enorme vooruitgang in strikt wetenschappelijke inzichten (in geologie, paleontologie, oceanografie, astrofysica...) én onderzoekstechnieken (als b.v. de metingen van isotopenverhoudingen als indicatoren van paleotemperaturen en -klimaten) een voorbarig gesloten wetenschappelijke visie opnieuw heeft opengebroken.

Of wij daarmee ook een duidelijk antwoord hebben op de praktische vraag ‘wat de mens kan of moet doen aan het klimaat?’, is lang niet zo eenvoudig. Met S.S. Schneider (l.c., pp. 45-46) kan men drie strekkingen of strategieën onderscheiden. De eerste, extremistische strategie stelt dat het broeikaseffect al zo zeker en rampzalig is dat het dadelijk moet bestreden worden met grootscheepse acties als b.v. het verstrooien van stofwolken in de hogere atmosfeer. De meeste deskundigen wijzen dit soort ‘oplossing’ resoluut af, juist omdat de gevolgen ervan te onzeker zijn. Bovendien zou men alle nadien optredende nukken van het klimaat aan die menselijke ingreep kunnen wijten. De tweede, adaptieve strategie, die vooral in economische kringen opgang maakt, stelt dat het onverstandig zou zijn enorm veel te investeren in maatregelen die op iets langere termijn toch nutteloos of overbodig zullen blijken te zijn om de onzekere klimaatsevolutie op significante wijze te beïnvloeden. Het zou verstandiger zijn de (ondanks alles) tamelijk geleidelijke veranderingen op de voet te volgen met daaraan aangepaste maatregelen: blijkt de zeespiegel te rijzen met een paar cm per jaar, dan

[p. 836]

maken we werk van de verhoging van de dijken; worden sommige gebieden alsmaar droger dan maken we werk van een aangepast waterbeheer. Critici van de louter adaptieve strategie merken op dat ze wellicht geschikt is voor rijke landen als Nederland maar niet voor een land als Bangladesh. De derde, preventieve strategie stelt dat wij wel degelijk het broeikas-effect kunnen en moeten beïnvloeden door een reeks maatregelen die sowieso al lang geboden zijn, omdat zij heel het aardse ecosysteem ten goede zullen komen. Daartoe behoren alle maatregelen tot energiebesparing en het onverdroten onderzoek naar alternatieve, niet vervuilende energiebronnen (in het vooruitzicht trouwens dat de fossiele brandstoffen toch ooit uitgeput zullen raken). Daartoe behoort grootschalige herbebossing die mét de fotosynthetische verwerking van het CO₂ tegelijk de nu al rampzalige erosie kan tegengaan en de waterhuishouding reguleren. Daartoe behoort de vegetatieve bedekking van rustend (tijdelijk braakliggend) akkerland, die tegelijk erosie voorkomt en meststoffen (nitraten) verbruikt die nu reeds in groeiende mate het grond- (en drink-) water vervuilen.

Wereldwijd is er dus voor het laatste decennium van de eeuw genoeg ecologisch werk aan de winkel. Het allicht meest controversiële punt is: of zowel de adaptieve als de preventieve strategie door de overheden opgelegd en gestimuleerd moet worden (via b.v. belastingsheffingen en - ontheffingen) dan wel met gerust gemoed aan de mechanismen van de vrije markt kan worden overgelaten (meer en meer blijkt dat de geleide staatseconomieën in de Oostbloklanden allerminst een zegen voor het leefmilieu zijn geweest!). Toch meent Schneider dat ‘men logischerwijze niet kan betogen dat een markt “vrij” is, als zij geen rekening houdt met de potentiële (hoge) kosten van de milieuschade die haar goederen en diensten veroorzaken. Zelfs conservatieve politici zijn het erover eens dat economische berekeningen moeten wijken voor een strategisch bewustzijn, als de nationale of globale veiligheid op het spel staat’ (p. 46). Worden daaruit tijdig de juiste consequenties getrokken, dan bestaat er een kans dat de 21e, als catastrofaal aangekondigde ‘eeuw van het broeikaseffect slechts voorkomt in de microchips van een supercomputer’ (p. 47).