uitstervingen

Het schijnsel van Nemesis door het Oortwolk-puin. Het kleine lichtpuntje in het centrum is de zon.

Ramp slaat toe elke 27 miljoen jaar

Door nog onopgehelderde oorzaak wordt de aarde elke 26 tot 27 miljoen jaar bezocht door een doodsengel: getroffen door een natuurramp die een groot deel van de soorten wegvaagt. Nemesis, de veronderstelde donkere begeleider van de zon die om de zoveel tijd met een tocht door de komeetrijke Oortgordel dood en verderf zou zaaien, komt met de laatste onderzoeksgegevens echter steeds verder uit beeld als mogelijke verklaring.
Er is ook goed nieuws: de laatste massaextinctie vond elf miljoen jaar geleden plaats. Het duurt dus nog wel even voor de volgende vernietigende ramp, althans uit die hoek, toeslaat.

Planetoïdengordel, Kuipergordel en Oortgordel

Ons zonnestelsel kent drie grote verzamelplekken van ongeregeld puin: de planetoïdengordel tussen Mars en Jupiter en de Kuipergordel: de gordel even buiten de omloopbaan van Neptunus. Ex-planeet Pluto is het eerst ontdekte Kuiperobject.

Verschuilt zich hier de oorzaak van de ramp die de aarde elke 27 miljoen jaar treft? De Kuipergordel en de Oortwolk. Vergeleken met de Kuipergordel en de rest van het zonnestelsel is de Oortwolk gigantisch groot.
De Kuipergordel en de Oortwolk. Vergeleken met de Kuipergordel en de rest van het zonnestelsel is de Oortwolk gigantisch groot. Bron:NASA

Verder is er waarschijnlijk de reusachtig grote Oortgordel, die zich tot meer dan een lichtjaar afstand van de zon uitstrekt: de grens van de zwaartekrachtswerking van de zon. Er is nog geen direct experimenteel bewijs van het bestaan van de Oortgordel, maar de meeste kometen hebben een aphelion (punt in hun omloopbaan dat het verst verwijderd is van de zon) van 20.000 maal de afstand aarde-zon, het centrum van de Oortgordel.

Neptunus, Jupiter en Mars kennen  trojanen, dat zijn ruimterotsen die zich op ongeveer een zesde omloopbaan afstand voor of achter de planeet in de omloopbaan van de planeet bevinden en daar rond de Lagrangepunten draaien: het punt waar de zon en de planeet evenveel aantrekkingskracht uitoefenen.

De samenstelling van meteorieten uit deze gordels wijst erop dat er veel waardevolle grondstoffen te vinden zijn. Vanzelfsprekend hebben diverse landen daarom grote interesse in deze gordels. Wat daar aan zeldzame metalen en dergelijke te vinden is, stelt de aarde totaal in de schaduw.

Komt Nemesis elke 27 miljoen jaar langs?

De Nemesishypothese (Nemesis is de Griekse godin van het noodlot die hoogmoedigen straft) gaat er van uit dat de zon een donkere, onzichtbare begeleider kent: Nemesis.

Elke 27 miljoen jaar veroorzaakt iets een ramp. Nemesis?
Het schijnsel van Nemesis door het Oortwolk-puin. Het kleine lichtpuntje in het centrum is de zon.

Objecten die in aanmerking komen als boosdoener zijn bruine dwergen (sterren die te klein zijn voor kernfusie), zwerfplaneten ter grootte van een reusachtige Jupiter of kleine zwarte gaten. Alle drie zijn namelijk nagenoeg onzichtbaar van grote afstand.

Nemesis volgt een elliptische baan om de zon. Als Nemesis de zon dicht nadert, verstoort de zwaartekracht van het hemellichaam de banen van kometen en andere brokken puin in de Oortgordel, de ijzig koude puinring aan de uiterste buitengrens van het zonnestelsel.

Het gevolg: de aarde wordt getroffen door een vernietigend bombardement dat een groot deel van alle soorten wegvaagt. Enkele zeer taaie soorten overleven het en worden de stamvaders voor een nieuwe fase van evolutionaire uitwaaiering, zoals bijvoorbeeld ook na de allesverwoestende Krijt-Tertair massaextinctie, 250 miljoen jaar geleden (de oerdino was een van de overlevenden) en de Chicxulub-ramp (die bijna alle dino’s wegvaagde en de weg vrijmaakte voor de zoogdieren zoals de mens, en vogels) gebeurde.

Het Pluto-achtige object Sedna bevindt zich op een plaats die volgens sommige astronomen alleen is te verklaren door het zwaartekrachtsveld van een Nemesis-achtig hemellichaam.

Een aanvullende aanwijzing voor het bestaan van Nemesis is de scherpe begrenzing van de Oortgordel (berekend uit de omloopbanen van kometen). Van andere sterren met begeleiders is bekend dat ook hun puinringen scherp begrensd zijn. Eenzame sterren hebben een diffuse buitenring. Nemesis vinden wordt lastig. Op dit moment is het hypothetische object op zijn aphelion – het verste punt van de zon – en is dus vrijwel onzichtbaar. Niettemin wordt er nu grof astronomisch geschut gelanceerd – denk aan de geplande Pan-STARRS, LSST en de in 2013 voltooide WISE missies, waardoor Nemesis – als deze bestaat – ons haast niet meer kan ontgaan. In 2020 hebben we nog steeds geen spoor van Nemesis ontdekt.

Maar bestaat Nemesis wel? En wat is dan wél de verklaring?

Uit een recente Arxiv-publicatie blijkt dat er enkele stevige argumenten tegen de Nemesishypothese pleiten. Zo is het patroon van uitstervingen met 99% te regelmatig om door de hypothetische Nemesis te worden veroorzaakt. Zwaartekrachtsvelden van naburige sterren zouden de baan van Nemesis namelijk zo verstoren dat het hemellichaam een onregelmatige baan zou krijgen – en hiermee de periodiciteit in de war schoppen.

Er zijn op dit moment weinig andere verklaringen die in de buurt komen van een zinnig werkingsmechanisme. De zon draait in omstreeks tweehonderd miljoen jaar rond rond de kern van de melkweg – zes keer zo lang als de periodiciteit van de uitstervingen. Onze stellaire buren zijn te chaotisch om deze bijna volmaakte regelmaat te leveren. Wat de verklaring ook is, we hebben nog vijftien miljoen jaar om de dader te ontmaskeren. Dus we hebben nog wel even de tijd…

Update: publicatie in Nature, uitsterfpatroon elke 27 miljoen jaar bevestigd

Sinds 2011 is het onderzoek voortgezet, deze keer met behulp van kunstmatige intelligentie. De onderzoekers onderzochten de verspreiding in de tijd van 1 273 254 fossielen uit het Fanerozoïcum (m.a.w. de laatste 541 miljoen jaar), die toebehoorden aan 171 231 soorten.
Hieruit kwamen enkele opvallende uitkomsten. Het patroon van uitstervingen elke 27 miljoen jaar (of een veelvoud hiervan) werd opnieuw bevestigd. We weten nog steeds niet welk proces deze uitstervingen in gang heeft gezet. Wel dat alle vijf massa-uitstervingen en zeven kleinere uitstervingsgolven het patroon van de 27 miljoen jaar volgen [1].

Nog steeds is niet bekend welk proces dit veroorzaakt, maar een onzichtbare begeleider van de zon of een andere kosmologisch proces dat de omloopbanen van Kuiperbelt-objecten destabiliseert, lijkt m.i. aannemelijk. Deze periode van 27 miljoen jaar komt overeen met een aphelion van honderdduizenden astronomische eenheden, m.a.w. enkele lichtjaren. Een dergelijk object is nauwelijks meer gebonden aan de zon en wordt al snel op sleeptouw genomen door andere passerende sterren. Toch wijst de ijzeren periodiciteit op een relatief sterke gravitationele binding met de zon en een stabiele baan. Een resonantie-effect met het galactische zwaartekrachtsveld? Kortom: een uitdagende puzzel.

Er blijkt geen verband te zijn tussen uitsterving en het daarna ontstaan van nieuwe soorten. Speciatie-events, waarbij veel nieuwe soorten ontstaan, komen willekeurig voor. De eerdere theorie dat uitsterfgolven automatisch leiden tot het ontstaan van veel nieuwe soorten die de plaatsen van eerdere soorten opvullen, blijkt dus niet te kloppen. Sterker nog: speciatie lijkt juist nieuwe uitstervingen te veroorzaken, door de onderzoekers “destruction by creation” genoemd. Een mooi voorbeeld is natuurlijk onze eigen soort. Wij hebben heel wat uitstervingen van andere soorten, van de mammoet tot de dodo, op ons geweten.

Bronnen
1. Impacts of speciation and extinction measured by an evolutionary decay clock” by Jennifer F. Hoyal Cuthill, Nicholas Guttenberg and Graham E. Budd, 9 December 2020, Nature.
DOI: 10.1038/s41586-020-3003-4

Een kwart miljard jaar geleden zagen de tropen er zo uit, wijst nieuw onderzoek uit.

‘Kwart miljard jaar geleden tropen te heet voor leven’

Rond de 249 miljoen jaar geleden waren delen van de aarde zo heet dat ze letterlijk onbewoonbaar werden. Dat zeggen de paleontologen Wignall en zijn collega’s in het blad Science. Alleen kleine, niet-bewegende dieren konden overleven in de tropen. Hogere planten en dieren vluchtten massaal naar de poolstreken.  Dit is voorzover bekend de heetste periode ooit in de geschiedenis van de aarde. Het is ook de enige extinction level event in de geschiedenis van de aarde waarin overmatige warmte leidde tot uitstervingen.

Een kwart miljard jaar geleden zagen de tropen er zo uit, wijst nieuw onderzoek uit.
Een kwart miljard jaar geleden zagen de tropen er zo uit, wijst nieuw onderzoek uit.

Tweede uitstervingsgolf vlak na eerste
Deze uitsterving is niet bekend, omdat deze vrij kort na de vorige, grootste uitstervingsgolf ooit volgde: de uitstervingsgolf aan het einde van het Perm. Deze vond 3 miljoen jaar eerder (dus 252 miljoen jaar geleden) plaats en had tot gevolg dat tachtig tot negentig procent van alle soorten op aarde verdween. De oorzaak was vermoedelijk een reeks van zware vulkaanuitbarstingen in wat nu Siberië is, waarbij de oceanen zo werden verstikt dat ze zuurstofvrij werden. De vermoedelijke oorzaak van de uitsterving, denken paleontologen. Dit verklaart, zo lijkt het, ook waarom het zo raadselachtig lang duurde voordat het leven op aarde weer opkrabbelde van de natuurramp.  Gewoonlijk gebeurt dit al binnen enkele honderdduizenden jaren, maar deze keer duurde het meer dan vijf miljoen jaar voor het leven op aarde er in slaagde de aarde weer geheel te koloniseren.  Deze ontdekkingen deden Wignall en zijn collega’s door de verhouding tussen de ‘lichte’ zuurstofvorm O-16 en de ‘zware’ zuurstofvorm O-18 te meten in fossielen van conodonten, een uitgestorven groep primitieve, lampreiachtige vissen. Hoe hoger de temperatuur, hoe minder ‘zware’ zuurstof in de fossielen achterblijft. Door de verhouding te meten kan je dus een goede indruk krijgen van de gemiddelde temperatuur.

De temperatuur liep meteen na de rampzalige Siberische uitbarsting geleidelijk steeds meer op. De vermoedelijke reden is dat na de Siberische uitbarsting enorme hoeveelheden kooldioxide en andere broeikasgassen vrijkwamen, die niet door de vernietigde plantengroei konden worden opgenomen. De temperaturen bereikten hun piek tijdens de zogeheten Smithian-Spathian extinction. Deze uitsterving vernietigde veel minder soorten dan de Perm-Trias uitstervingsgolf omdat er nog maar weinig soorten over waren die uitgeroeid konden worden.

Verhongering en verstikking
In die tijd bereikten de oppervlaktetemperaturen van het zeewater in de tropen waarden boven de veertig graden, terwijl de diepzee enkele graden koeler was. Dit was de gemiddelde temperatuur van het zeewater. In woestijnen variëren de temperaturen vel sterker, dus is de kans verre van denkbeeldig dat het op het land vijftig of zelfs zestig graden was. In de droge tijd moeten deze dodelijke temperaturen regel zijn geweest. Deze extreme hitte verklaart volgens Wignall tot nu toe raadselachtige patronen in het voorkomen van fossielen. Hoge watertemperaturen betekenen dat veel minder zuurstof in het water opgelost kan worden. Verder jaagt een hoge temperatuur de stofwisseling omhoog. Dieren in zee verstikten en verhongerden dus. Grote, maar beweeglijke soorten, zoals vissen, trokken weg van de evenaar maar hielden stand aan de polen. Alleen kleine, niet beweeglijke soorten, die minder zuurstof nodig hebben en een zeer laag metabolisme, zoals weekdieren, hielden stand.
Ook planten, zeker de primitieve planten uit die tijd, krijgen grote problemen bij temperaturen boven de zestig graden.  Het gevolg: een grote equatoriale woestijn die zich over het toenmalige supercontinent uitstrekte.

Het duurde nog enkele miljoenen jaren, tot 247 miljoen jaar geleden, voordat grote, beweeglijke dieren weer de tropen konden bewonen en planten zich weer in de tropen vestigden.  Deze Smithian-Spathian uitstervingsgolf is de enige bekende gebeurtenis  waarbij hitte doodde. Wel moeten de uitkomsten nog door andere onderzoeksgroepen bevestigd worden.
Dit resukltaat is mee rdan alleen van academisch belang. Als de temperatuur in de tropen met meer dan zeven graden stijgt, dreigen de tropen voor mensen onbewoonbaar te worden.  Kortom: laten we opschieten met schone energiebronnen en energiebesparing.

Bron
Paul B. Wignall et al., Lethally Hot Temperatures During the Early Triassic Greenhouse, Science (2012), DOI: 10.1126/science.1224126

In de ruimte is de leefomgeving heel anders dan op aarde. Ons DNA zal zich daar ook aan aanpassen. Als we dat zelf al niet doen (of ons in robots veranderen).

Wanneer zal de mensheid verdwijnen?

Zal de mensheid uitsterven of zal de mens evolueren tot een nieuwe soort? Een ding is zeker – over een miljoen jaar zijn er geen wezens die we als mensen herkennen meer op aarde. Wat is onze toekomst?

Eerst het goede nieuws

Ook zonder ons draait de wereld gewoon door. Als we die niet door een of andere stommiteit hebben vernietigd.
Ook zonder ons draait de wereld gewoon door. Als we die niet door een of andere stommiteit hebben vernietigd.

Het goede nieuws is dat wij als soort nog vrij kort bestaan. De gemiddelde zoogdiersoort bestaat ongeveer een miljoen jaar, waarvan wij 200 000 jaar hebben volgemaakt. Homo sapiens, zoals we onszelf vleiend noemen, heeft dus nog statistisch gesproken even, 800 000 jaar, de tijd. Ook zijn we een nogal grote zoogdiersoort waarvan de generaties veel langer duren dan die van kleine soorten als vleermuizen of knaagdieren, die het leeuwendeel van de zoogdiersoorten uitmaken. Dus wie weet houden we het zelfs nog wel langer uit dan dit.

Dat is als we aannemen dat we gewoon een doorsnee soort zoogdier zijn. Dat zijn we uiteraard niet. Zo zijn we in staat met ons genetisch materiaal en dat van andere organismen te rommelen. We beschikken over een verontrustend talent om alles om ons heen naar onze hand te zetten om een steeds uitdijende hoeveelheid mensenvlees te onderhouden.

Evolutie van de mens gaat steeds sneller
In de laatste vijftigduizend jaar is er veel meer verandering in het menselijk genoom opgetreden dan in de honderdduizenden jaren daarvoor. Voor een groot deel komt dat door andere voedingsgewoonten. Maar ook het leven in een ‘beschaafde’ omgeving heeft voor veel verschuivingen gezorgd.  Fysieke eigenschappen en vaardigheden die het overleven in een mensenjungle bevorderen, zullen nu meer voorkomen dan vaardigheden die jagers/verzamelaars het meeste van pas komen. Wat ook de reden is, feit is dat we nu sneller dan ooit tevoren evolueren. Maar in welke richting?

Sommigen denken dat honderdduizenden jaren na nu mensen genetisch zo zeer verschillen van nu, dat ze geen kinderen meer kunnen krijgen met mensen die nu zijn geboren. Ze vormen daarmee naar biologische maatstaven een nieuwe soort. Hoe ze er uit zullen zien weet uiteraard niemand.

Catastrofes, epidemieën, genetische manipulatie en ruimtekolonisatie

In de ruimte is de leefomgeving heel anders dan op aarde. Ons DNA zal zich daar ook aan aanpassen. Als we dat zelf al niet doen (of ons in robots veranderen).
In de ruimte is de leefomgeving heel anders dan op aarde. Ons DNA zal zich daar ook aan aanpassen. Als we dat zelf al niet doen (of ons in robots veranderen).

Een pandemie kan negentig procent of meer van alle mensen doden. Afhankelijk van wie er overleeft, zou dat betekenen dat de mensen die deze overleven, vermoedelijk een groepje Afrikanen, zich zouden ontwikkelen tot een nieuwe soort. Ook extreme klimaatveranderingen kunnen dit effect hebben. Denk aan de invloed van de ijstijden op soortvorming bij de mens en de Neanderthaler. We kunnen natuurlijk ook zelf aan ons genetische materiaal gaan knutselen. Die verleiding zal groot zijn, immers ons lichaam bevat de nodige weeffouten, variërend van op hol slaande kankercellen tot het uiterst onaangename verouderings- en sterfproces.

We kunnen ons ook ontwikkelen tot een hybride soort, de bionische mens, waarbij sommige of alle functies van ons lichaam en onze geest worden overgenomen door machines. Wie zou niet net zo’n fotografisch geheugen willen hebben als een computer? Al moet ik er niet an denken dat er een computervirus in mijn hersens terecht komt. Slechts een kleine groep zal deze verworvenheden afwijzen.

Als we de ruimte gaan bewonen zullen we aan heel andere evolutionaire druk worden blootgesteld dan op aarde. Zelfs als we besluiten niet aan ons DNA te rommelen, zullen we ons gaan splitsen in nieuwe soorten die geschikter zijn om in onaardse omgevingen te wonen.

Zal de mensheid uitsterven?
De kans is ook niet denkbeeldig dat de mensheid als zodanig uitsterft. In de vrije natuur vinden uitstervingen plaats door concurrentie van andere soorten, uitroeiing door roofdieren en inteelt. Nu de laatste gevaarlijke roofdieren met pijn en moeite in leven worden gehouden in bedreigde natuurreservaten  en met een populatie van zeven miljard, hoeven we ons hierover weinig zorgen te maken. Wel is er uiteraard het risico van een inslaande asteroïde, een supervulkaan of een andere globale ramp.

Ook kunnen we onszelf om zeep helpen, door onze planeet grondig te verpesten of een of andere “geniale” uitvinding. Denk aan op hol geslagen nanorobots, een genetisch gemanipuleerde dodelijk supervirus of een verwoestend experiment met een nieuwe energiebron. Of een groep mensenhaters besluit de natuur een handje te helpen….

De Don Quichote missie moet bestuderen hoe realistisch het is om te proberen een asteroïde uit zijn baan te stoten voordat de aarde wordt geraakt.

Hoe schakelen we een killer-asteroïde uit?

De ESA-missie Don Quichote probeert juist deze vraag te beantwoorden. Een asteroïde was verantwoordelijk voor het uitsterven van de dino’s. Stel dat astronomen ooit zien dat een asteroïde deze kant op komt, dan zal de wereld snel moeten beslissen wat we moeten doen om dit dodelijke projectiel te stoppen voor het te laat is. Een mogelijke oplossing is de ruimterots uit zijn koers te meppen. Dat is niet zo eenvoudig als het klinkt. Zo moeten we weten hoe groot de inslag moet zijn en waar (en wanneer) precies deze moet plaatsvinden.

Don Quichote: een gevecht tegen ruimtekeien
In 2002 startte de ESA een programma genaamd Don Quijote om uit te zoeken hoe een dergelijke ingreep het beste plaats kan vinden. Het plan: de missie stuurt twee ruimtetuigen richting een near Earth asteroïde; één om er tegen aan te laten beuken en een andere om op veilige afstand waar te nemen wat er precies gebeurt boven de inslagkrater. Het doel van de missie is de baan van de asteroïde met meer dan 100 meter te veranderen en de verandering nauwkeuriger dan 1 procent te meten.

De Don Quichote missie moet bestuderen hoe realistisch het is om te proberen een asteroïde uit zijn baan te stoten voordat de aarde wordt geraakt.
De Don Quichote missie moet bestuderen hoe realistisch het is om te proberen een asteroïde uit zijn baan te stoten voordat de aarde wordt geraakt.

Daarvoor moeten we natuurlijk wel precies weten wat voor uiteindelijke gevolgen deze inslag zal hebben, zodat we de meetgegevens kunnen gebruiken voor een nauwkeurige voorspelling voor een andere operatie. Astrofysicus Stephen Wolters van de Engelse Open Universiteit en enige collega’s hebben nu een nieuwe analyse van de missie gepubliceerd. Volgens hen is het meten van de verandering in de baan niet genoeg. Het waarnemende ruimtetuig moet ook de inslag in detail waarnemen, de grootte van de vrijkomende korrels vaststellen en ook de massa en snelheidsverdeling van de bij de inslag vrijkomende fragmenten vaststellen.

Alleen met deze informatie bij de hand zal het mogelijk zijn uit te zoeken hoe de impuls van het inslaande projectiel op de asteroïde wordt overgebracht. Uiteraard verandert dit de missie behoorlijk sterk. Er zijn veel meer apparaten nodig aan boord. Er moet een radiotransmitter toe worden gevoegd zodat door het team op aarde de exacte afstand gemeten kan worden. Ook moeten gevoelige camera’s aan boord gebracht worden, zodat het ruimtevaartuig de schade exact kan registeren en moeten de vrijkomende gaswolken met een spectrometer worden geanalyseerd, zodat de minerale samenstelling van de asteroïde bekend wordt.

Thermische camera’s zijn ook noodzakelijk. Zij registreren namelijk elke verandering in temperatuur. Belangrijk, want zelfs de straling die een asteroïde uitzendt, heeft invloed op de baan. Uitgezonden fotonen dragen namelijk impuls over op de asteroïde. Als de asteroïde aan alle kanten evenveel straalt, is het netto-effect nul. Als de asteroïde in sommige richtingen meer straalt dan andere, zal deze kracht de asteroïde langzaam in een bepaalde richting duwen.

Yarkovski-effect
Deze kracht, het Yarkovski-effect, kan bepalen of de asteroïde al dan niet de aarde raakt. Deze waarde kennen is daarmee cruciaal, zeker als de impactor de asteroïde ook anders laat roteren.  Al deze verbeteringen maken Don Quijote een betere, maar ook duurdere missie. Zal ESA deze duurdere missie nog willen betalen? Per slot van rekening is een meteorietinslag een globaal probleem. In feite is deze missie een vorm van ontwikkelingshulp. Misschien kan er op zogenaamde “vredesmissies” in Afghanistan of op ontwikkelingshulp bezuinigd worden. Deze uitgave is veel nuttiger.

Bron:
Measurement Requirements For A Near-Earth Asteroid Impact Mitigation Demonstration Mission, Arxiv.org, 2011

Zo ziet de Melkweg er denken astronomen van boven uit.

De galactische seriemoordenaar

Elke zesentwintig tot zevenentwintig miljoen jaar vindt er een massale uitstervingsgolf op aarde plaats. Toeval of niet, maar deze frequentie komt redelijk goed overeen met de punten waarmee de zon (en dus de aarde) het verst verwijderd is van het vlak van onze melkweg.

Uitsterfgolven komen elke 26 miljoen jaar voor. Wat is de oorzaak van deze periodieke natuurramp?
Uitsterfgolven komen elke 26 miljoen jaar voor. Wat is de oorzaak van deze periodieke natuurramp?

Vandaar dat tot voor kort veel wetenschappers geloofden dat er een oorzakelijk verband is. Op dit moment overheerst de scepsis in de wetenschappelijke gemeenschap: juist op de punten waar de invloed van de Melkweg het sterkst is, in het galactische vlak, vindt geen uitstervingsgolf plaats. In new-age kringen gelooft men juist dat het feit dat de aarde nu vlak in de buurt is van het galactische vlak zal leiden tot massale spirituele groei of juist een vernietigende ramp. Men vergeet te verklaren hoe het kan dat dat drie miljoen jaar geleden niet gebeurd is (tenzij je de eerste homo erectus als zodanig ziet). Toen bevond de aarde zich namelijk precies in het galactische vlak…

De melkweg als draaimolen
De zon draait met de rest van het zonnestelsel om de kern van de melkweg. Eén rotatie, een galactisch jaar, duurt tweehonderd tot tweehonderdvijftig miljoen jaar. Anders geformuleerd: een kwart galactisch jaar geleden liepen  er nog grote dino’s rond in onze achtertuin (wat Nederland betreft: zwommen er mosasaurussen). De zon blijft niet braaf in het galactische vlak hangen. Natuurkundige berekeningen en astronomische waarnemingen wijzen er samen op dat de zon een soort golfbeweging maakt: drie keer per galactisch jaar duikt de zon onder het galactische vlak en drie keer per jaar staat de zon er juist boven. De beweging van de zon heeft dus veel weg van de beweging van de bekende kermisattractie waarbij bezoekers een op en neer golvende beweging maken terwijl ze ronddraaien. De vraag is dus: wat zorgt er voor dat just op het moment dat de zon het verst verwijderd is van het galactische vlak, er massale uitsterving optreedt?

Ecliptica beschermt tegen kosmische rampen?
We weten uit metingen dat bij het bereiken van elke maximale uitwijking de aarde wordt getroffen door een vernietigende natuurramp. Van de laatste grote uitsterving, de Krijt-Tertair massaextinctie die een einde maakte aan de dino’s, is de Chicxulub meteoriet als dader aangewezen. Ook het hoge gehalte aan iridium in de Krijt-Tertair grenslaag in gesteente wijst erop dat er een buitenaardse boosdoener verantwoordelijk was. Er zijn in de loop der jaren verschillende theorieën ontwikkeld om te verklaren hoe de positie van de zon ver uit het galactische vlak tot uitstervingen kan leiden.

Zo ziet de Melkweg er denken astronomen van boven uit.
Zo ziet de Melkweg er denken astronomen van boven uit.

1. Oortwolk wordt gedestabiliseerd door grote afstand van de galactische schijf – Volgens deze theorie zorgt op een gegeven moment de grote afstand van het zonnestelsel tot de galactische schijf er voor dat de omloopbanen van de brokken puin in de Oortwolk instabiel worden. Het vlak van het zonnestelsel staat voor een groot deel (62 graden)  recht op het vlak van de melkweg, waardoor  de aantrekkingskracht van de Melkweg de omloopbanen uit evenwicht brengt. Het gevolg: sommige brokken belanden in de binnenste regio’s van het zonnestelsel met uiteindelijk akelige gevolgen voor het leven op aarde. Pre: een duidelijk werkingsmechanisme. Nadeel: de uitsterfpieken zouden in dit geval onregelmatiger moeten zijn dan nu.

2. Verhoogde kosmische straling leidt tot massale uitstervingen – Volgens sommige onderzoekers is het onjuist om meteorietinslagen of vulkaanuitbarstingen alleen de schuld te geven van de massale uitsterfgolven. Zij denken dat op een of andere manier het galactische vlak ons beschermt tegen de heftige straling aan de randen van de galactische schijf – tot het zonnestelsel zich aan de rand van de galactische schijf bevindt. Inderdaad weten we uit recent onderzoek dat interstellair gas en stof veel gammastraling wegvangt. Volgens andere theorieën is de extreem krachtige kosmische straling die we soms meten afkomstig van geladen deeltjes die door het galactische magnetische veld rond de schijf van de Melkweg worden gejaagd. Als de aarde zich in de baan hiervan bevindt, is het voorstelbaar dat dit erg nare gevolgen heeft voor de meeste levende wezens. Hoewel dit de regelmaat mooi verklaart, pleit hier tegen dat in principe de atmosfeer en het aardmagnetisch veld – om niet te spreken over de heliosfeer, het zonnemagnetisch veld en invloedssfeer van de zon – goed beschermen tegen kosmische straling.