Gammaflits gaf uitsterfgolf in Ordovicium

Een gammaflits van zo'n tien seconden kan de geschiedenis van de aarde ingrijpend hebben gewijzigd (Geophysical Research Letters, juli 2005). De hypothese van zo'n gammaflits kan in ieder geval de raadselachtige verschijnselen verklaren die 443 miljoen jaar geleden (Laat-Ordovicium) optraden. Het leven in zee stierf grotendeels uit, vooral in de oceanen rondom de evenaar, in het toen stabiele, warme klimaat trad plotseling een (korte) ijstijd op, en de toen nog maar net begonnen verovering van het land werd plotseling sterk versneld.

Gammaflitsen zijn de krachtigste explosies in het heelal en waarschijnlijk het gevolg van de ontploffing van grote sterren. Volgens astronomische berekeningen is het waarschijnlijk dat er in het laatste miljard jaar een dergelijke uitbarsting heeft plaatsgevonden binnen een afstand van ca. 6.500 lichtjaar (ca. 8% van de doorsnede van ons melkwegstelsel). Een `karakteristieke' uitbarsting van gammastraling levert op deze afstand van de aarde een energie van 100.000 joule/m² op het aardoppervlak. Het gevolg daarvan zou een puls zijn (20 watt/m²) van ultraviolette (UVB) straling, met een golflengte van 280-315 nm. Voor die golflengte zijn levende wezens zeer gevoelig, maar normaliter absorbeert ozon in de atmosfeer de UVB straling voor zo'n 90%. De puls van 20 w/m² komt overeen met ongeveer zevenmaal de energie die de zon op een heldere zomerdag levert.

Omdat de puls zo kort duurt (10 seconden) zijn de directe gevolgen waarschijnlijk minimaal. Op iets langere termijn kan de hoeveelheid ozon in de atmosfeer afnemen, met gemiddeld ca. 35%. Het tekort aan ozon duurt volgens berekeningen meer dan vijf jaar. Dat zou zeer schadelijk zijn omdat een sterke afname van de ozon zorgt voor een sterke toename van de hoeveelheid UVB-straling die de aarde bereikt.

Als in het Laat-Ordovicium inderdaad zo'n gammapuls de aarde heeft bereikt vanuit een richting loodrecht op de aardas, dan is daarmee verklaard waarom vooral in de equatoriale gebieden soorten uitstierven. Door de energiepuls zouden zich in de ozon ook stikstofverbindingen hebben gevormd die na verloop van tijd als nitraten op aarde terechtkwamen. Een tekort aan nitraten is vaak de oorzaak dat ecosystemen niet goed tot ontwikkeling komen. De plotselinge `neerslag' van nitraten kan daarentegen de verovering van het land door zowel planten als dieren sterk hebben bevorderd. Tenslotte moet de in de atmosfeer gevormde NO2 teweeg hebben gebracht dat minder zonlicht de aarde bereikte. Ook zou de verminderde aanwezigheid van ozon (een broeikasgas) aan een temperatuurdaling hebben bijgedragen. Deze omstandigheden zouden het optreden van een korte ijstijd midden in een periode van een stabiel warm klimaat verklaren. Zo passen alle bijzondere verschijnselen van het Laat-Ordovicium binnen dit raamwerk.

    • A.J. van Loon