Een massa-extinctie, of massa-uitsterving, is het wereldwijd uitsterven van vele soorten dieren en planten in een, op de geologische tijdschaal gezien, korte tijd. Geologen hebben de massa-extincties vastgesteld op grond van plotselinge veranderingen in fossiele resten van de soorten dieren en planten in opeenvolgende gesteentelagen. De opeenvolging van gesteenten in het Winterswijkse vertoont te veel hiaten om hieruit massa-extincties te kunnen afleiden. De data van geïdentificeerde fossiele resten uit de Winterswijkse gesteentelagen hebben echter wel bijgedragen aan de globale biostratigrafie, waaruit men de grote klimaatomslagen en massa-extincties in het geologisch verleden heeft afgeleid. Naast de vijf massa-extincties zijn ook kleinere globale en lokale extincties voorgekomen.

 

Vijf wereldwijde massa-extincties worden onderscheiden:

447-444 miljoen jaar geleden: Overgang van Ordivicium naar Siluur (50% van in zee levende soorten stierven uit, er bestond toen nog nauwelijks leven op land)

374-359 miljoen jaar geleden: Boven Devoon (50% van alle soorten)

253 miljoen jaar geleden: Overgang Perm naar Trias (95% (!) van soorten zeeleven en 75% van de landdieren). De eerste in Winterswijk aan het maaiveld zichtbare lagen (bontzandsteen) zijn dus direct na deze massa-extinctie gevormd.

202 miljoen jaar geleden: Overgang Trias naar Jura (35% van soorten). 

66 miljoen jaar geleden: Overgang Krijt naar Tertiair (75% van all soorten, waaronder de dinosauriërs). Deze overgang is een hiaat in de opeenvolging van aangetroffen gesteenten in het Winterswijkse.

De gegevens van fossiele resten van voor de overgang van Ordivicium naar Siluur zijn te beperkt om eerdere massa-extincties te kunnen onderscheiden.

 

Wat zijn nu de mogelijk oorzaken voor deze massa-extincties? Het is zeker, dat ze werden veroorzaakt door plotselinge veranderingen in de aardse atmosfeer ten gevolge van zowel externe (planetoïde inslag) als interne gebeurtenissen (vulkanisme op zeer grote schaal). 

Een planetoïde inslag brengt enorme branden, puin-, stof- en roetwolken en tsunami’s teweeg. De omgeving van de inslag wordt gefrituurd, laag liggend land wordt wereldwijd overspoeld door enorme vloedgolven, waarna een jarenlange zonsverduistering optreedt. Het proces van foto-synthese stopt en vegetatie verdwijnt, dierlijk leven wordt uitgehongerd of anders wel bevroren. Waarlijk geen prettig vooruitzicht.

Vulkanisme op grote schaal hangt samen met plaattektoniek; het opbreken en uit elkaar bewegen van continent- en oceaanplaten. Zulk vulkanisme pompt gedurende vele jaren zeer grote hoeveelheden broeikasgassen (CO₂ en CH₄) en zwaveldioxide (SO₂) in de atmosfeer, veel meer dan de aarde tegelijkertijd kan compenseren in oceanen, sedimenten en middels andere processen van koolstofopname. De gemiddelde temperaturen van zowel zeewater als op land lopen zodanig snel op, dat vele soorten van leven het niet meer redden. De zure regen t.g.v de hoge concentratie van zwavel in de atmosfeer doet er nog een schepje bovenop in het vernietigen van de leefomgeving voor plant en dier. Het vulkanisme uit de recente geschiedenis is daarbij vergeleken totaal onbetekenend.

 

Inmiddels weten we de oorzaken van een aantal massa-extincties. Emiritus professor Jan Smit (VU Amsterdam) heeft decennia geleden aangetoond, dat hoge concentraties van het zeldzame element iridium wereldwijd in aardlagen op de grens Krijt - Tertiair, de meest recente van de massa-extincties, worden aangetroffen. Iridium is een element, dat in hemellichamen veel voorkomt, maar niet in de aardkorst. Zijn redenatie is, dat iridium is neergedwarreld uit een grote stofwolk, die de wereld omtrok na de inslag van een planetoïde. Sindsdien hebben seismologische gegevens een enorme krater van 180 km (!) doorsnee onder het Mexicaanse schiereiland Yucatán aangetoond. Boringen in de inmiddels opgevulde krater hebben relatief hoge concentraties van iridium aangetoond. Ten gevolge van de enorme stofwolk werd de aarde voor enkele jaren in duisternis gehuld, daalde de temperatuur kortstondig, stopte het proces van fotosynthese, verdween vegetatie en stierven de meeste diersoorten uit. Het duurde vervolgens duizenden jaren voordat het ecosysteem zich herstelde, en de temperaturen gedurende de eerste miljoenen jaren van het Tertiair weer op de voorheen “normale” tropische waarden kwamen. Alsof dat nog niet genoeg was, voltrok zich rond dezelfde tijd, aan de andere kant van de aarde, nog een enorme catastrofe. Gedurende enkele miljoenen jaren vloeide er in het huidige India een half miljoen km³ aan basalt uit over de aardoppervlakte, waardoor de zogenaamde  “Deccan Traps” werden gevormd. De Deccan Traps bedekten een aardoppervlak van zo’n 1,5 miljoen km² en behoren tot de grootste vulkanische fenomenen uit de geologische geschiedenis, niet vergelijkbaar met hedendaags vulkanisme. Als mogelijk “trigger” voor het extreme vulkanisme wordt een planetoïde inslag met een krater van 40km doorsnee nabij de Deccan Traps genoemd. Deze misère zou er voor gezorgd kunnen hebben dat de zon nog een beetje langer werd verduisterd. 

 

De meest omvattende massa-extinctie, nl. het uitsterven van soorten op de Perm/Trias overgang (253 miljoen jaar geleden) valt samen met de vorming, binnen een tijdsbestek van 1 miljoen jaar, van de zogenaamde  “Siberian Traps”. Deze zijn met een geschat magma- en lavavolume van 1,7 miljoen km³ nog catastrofaler geweest dan de Deccan Traps. De Siberian Traps veroorzaakte een enorme uitstoot van broeikasgassen, niet zo zeer door de ontgassing van lava en magma, maar vooral door verhitting en ontgassing van de enorme volumes aan omringend koolstofhoudend gesteenten. De gemiddelde atmosferische temperatuur op aarde zou in korte tijd tot boven de 28˚C zijn opgelopen, en de kritische grens voor de meeste soorten hebben overstegen. Hier geen afkoeling, maar juist opwarming als mogelijke boosdoener! Ook in het geval van de Siberian Traps wordt rekening gehouden met de mogelijkheid van een planetoïde inslag als “trigger” voor het opstijgen, vanuit de aardmantel, van de enorme hoeveelheid magma. 

 

Het mag duidelijk zijn, dat een complex aan factoren ten grondslag ligt aan klimaatomslagen en het periodiek massale uitsterven van dieren- en plantensoorten in het geologisch verleden. Veel is nog niet duidelijk, maar wat wel duidelijk is dat die klimaatomslagen heel andere oorzaken hebben dan de huidige klimaatverandering, die in samenhang met de beperkter en vervuilde leefomgevingen, wel tot een zesde massa-extinctie zouden kunnen gaan leiden.