Door nog onopgehelderde oorzaak wordt de aarde elke zesentwintig tot zevenentwintig 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.
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.
Nemesis
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.
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 de 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
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
Het bericht Ramp slaat toe elke 27 miljoen jaar (update) verscheen eerst op Visionair.