Asteroïde-inslag: zwaveluitstoot minder dodelijk bij uitsterven dinosauriërs
Eerdere studies beweren dat de massa-extinctie die de dinosauriërs uitroeide, werd veroorzaakt door de uitstoot van grote hoeveelheden zwavel uit gesteenten in de Chicxulub impact krater. Een nieuwe studie gepubliceerd in het wetenschappelijke tijdschrift Nature Communications stelt dit scenario ter discussie. De auteurs, waaronder Cem Berk Senel en Özgür Karatekin van de Koninklijke Sterrenwacht van België (KSB), gebruikten baanbrekende empirische metingen van zwavel in de grenslaag van het Krijt-Paleogeen (K-Pg). Het team toonde aan dat de rol van zwavel tijdens de extinctie was overschat.
Reconstructie van paleokunst van de Chicxulub-inslag 66 miljoen jaar geleden en een koud, dor en bewolkt landschap na de inslag, waar de overgang tussen het tijdperk van de dinosauriërs en het tijdperk van de zoogdieren wordt geïllustreerd – overlevende op de grond levende mammalia-vormen naast skeletten van de uitgestorven Triceratops horridus en Dakotaraptor steini. Kunstwerk van Aleksei Rodushkin.
De Chicxulub-inslag en de rol van zwavel
De inslag van de Chicxulub-meteoriet veroorzaakte een wereldwijde inslagwinter, die hoogstwaarschijnlijk leidde tot de ondergang van de niet-vliegende dinosauriërs en ongeveer 75% van alle diersoorten op Aarde 66 miljoen jaar geleden. In 2023 toonde een baanbrekend onderzoek onder leiding van Cem Berk Senel van de KSB aan hoe belangrijk de rol was van stof dat door inslagen werd gegenereerd bij de ondergang van dinosaurussen. Samen met Özgur Karatekin nam hij deel aan een nieuwe studie door een internationaal team onder leiding van Katerina Rodiouchkina (verbonden aan de Luleå University of Technology in Zweden en de UGent en VUB in België) om de rol van zwavel te onderzoeken dat door dezelfde inslag werd vrijgelaten.
De meeste eerdere studies beschouwden zwavel als de belangrijkste factor bij de afkoeling en extinctie na de inslag. Er blijkt echter zeer sterke variatie te zitten in de schattingen van het volume aan zwavelhoudende aerosolen die vrijkwamen door de verdamping van de getroffen gesteenten in Mexico. Dit komt doordat dergelijke schattingen grotendeels gebaseerd zijn op ongekende parameters, zoals het aandeel zwavelhoudende gesteenten op de inslaglocatie, de grootte, snelheid en inslaghoek van de asteroïde, en de resulterende schokdrukken van zwavelhoudende mineralen.
Huidige kaart met de inslaglocatie van Chicxulub en verschillende Krijt-Paleogene locaties die in deze studie zijn geanalyseerd (aangepast van Rodiouchkina et al., 2025).
Schatting van de hoeveelheid zwavel dat 66 miljoen jaar geleden is vrijgekomen
In de nieuwe studie gebruikten de onderzoekers zwavelconcentraties en isotopen-samenstellingen van nieuwe boorkernen van inslaggesteenten in de kraterregio, gecombineerd met gedetailleerde chemische profielen van K-Pg grenssedimenten over de hele wereld. Hierdoor konden de auteurs voor het eerst empirisch schatten hoeveel zwavel door de Chicxulub-inslag in de atmosfeer werd vrijgegeven.
“In plaats van ons te concentreren op de inslag zelf, hebben we ons gericht op de nasleep ervan,” legt chemicus Katerina Rodiouchkina uit. “We analyseerden eerst de zwavelvingerafdruk van de gesteenten in de kraterregio die de bron waren van zwavelhoudende aerosolen die in de atmosfeer vrijkwamen. Deze aerosolen werden wereldwijd verspreid en uiteindelijk terug afgezet op het aardoppervlak in de maanden tot jaren na de inslag. De zwavel werd afgezet rond de K-Pg-grenslaag in sedimentpro-fielen over de hele wereld. We gebruikten de overeenkomstige verandering in de isotopensamenstelling van zwavel om impact-gerelateerde zwavel van natuurlijke bronnen te onderscheiden, en de totale hoeveelheid vrijgekomen zwavel werd berekend via massabalans.”
Vergelijking van schattingen van de hoeveelheid zwavel (S) (in miljard ton of gigaton; Gt) dat verdampt is na de Chicxulub-inslag zoals bepaald in de huidige studie (empirische, zwarte driehoekjes) met eerder gepubliceerde waarden (numerieke, blauwe vierkantjes). De empirische S-schattingen zijn gebaseerd op S-isotopenverhoudingen en S-concentratiewaarden van verschillende K-Pg (Krijt-Paleogeen) grensgebieden. Het paarse schaduwgebied toont het gemiddelde van al deze 5 terrestrische K-Pg grenssites (67 ± 39 Gt), exclusief de mariene Brazos River site vanwege de grote onzekerheden. Eerder gepubliceerde numerieke schattingen zijn opgenomen. (Aangepast van Rodiouchkina et al., 2025.)
Een mildere winter veroorzaakt door zwavel
De wetenschappers onthulden dat in totaal 67 ± 39 miljard ton zwavel werd vrijgemaakt, ongeveer vijf keer minder dan eerder geschat in numerieke modellen. Dit suggereert een mildere “inslagwinter” dan eerder werd aangenomen, wat leidde tot een minder sterke temperatuurdaling en een sneller herstel van het klimaat. Dit kan hebben bijgedragen aan het overleven van minstens 25% van de diersoorten op aarde na de gebeurtenis. Hoewel zwavel waarschijnlijk de primaire drijfveer blijft voor afkoeling, is het belangrijk op te merken dat de studie van 2023 geleid door Cem Berk Senel aantoonde dat een enorme pluim van microscopisch kleine stofdeeltjes een cruciale rol kan hebben gespeeld in het creëren van een twee jaar durende donkere periode, die de fotosynthese blokkeerde en de milieu-impact verder verergerde.
De studie was een samenwerking tussen Luleå University of Technology, Universiteit Gent (UGent), Vrije Universiteit Brussel (VUB), Koninklijke Sterrenwacht van België (KSB), Université Libre de Bruxelles (ULB), Leibniz-Instituut voor Baltisch Zeeonderzoek Warnemünde (IOW), Universiteit Greifswald, Universiteit Rostock, Australian Laboratory Services (ALS) Scandinavia AB, Katholieke Universiteit Leuven (KU Leuven) en het Koninklijk Belgisch Instituut voor Natuurwetenschappen (KBIN). Dit onderzoek werd ondersteund door het Fonds Wetenschappelijk Onderzoek Vlaanderen (FWO) via het EOS-Excellence of Science-programma (project ET-HoME) en Hercules-financiering voor de aan-schaf van een multi-collector ICP-massaspectrometer aan UGent, het VUB Strategic Research Pro-gram, Chicxulub BRAIN-be (Belgian Research Action through Interdisciplinary Networks) en het FED-tWIN-project MicroPAST, beide via het Belgisch Wetenschapsbeleid (BELSPO).
Referentie
Katerina Rodiouchkina, Steven Goderis, Cem Berk Senel, Pim Kaskes, Özgür Karatekin, Michael Ernst Böttcher, Ilia Rodushkin, Johan Vellekoop, Philippe Claeys, Frank Vanhaecke. Reduced contribution of sulfur to the mass extinction associated with the Chicxulub impact event. Nature Communications (2025). DOI: 10.1038/s41467-024-55145-6.