Milieuveranderingen rond de Krijt/Paleogeen grens: Een integratie van verschillende proxies

De Krijt-Paleogeen (K-Pg) massaextinctie is onlosmakelijk verbonden met de directe gevolgen van de Chicxulub-inslag 66 miljoen jaar geleden. Toch wordt gedacht dat ook andere milieufactoren, zoals klimaatverandering veroorzaakt door Deccan Traps uitbarstingen en zeespiegelveranderingen over de K-Pg grens heen, bijgedragen kunnen hebben aan de massa-extinctie. Deze doctoraatsverhandeling heeft als doel om aan te tonen in welke mate temperatuurveranderingen in het laat Maastrichtien voorkwamen, en of deze veranderingen gelijktijdig en wereldwijd worden waargenomen. Anorganisch en organisch geochemische proxies Mg/Ca, d18O en TEX86 worden gebruikt om temperaturen gedurende laat Maastrichtien te reconstrueren. Vervolgens worden de ecologische veranderingen gedurende het laat Maastrichtien bestudeerd waarbij gebruik gemaakt wordt van gegevens van assemblages van benthische foraminiferen en dinoflagellatencysten (dinocysten).  Dit wordt gedaan om de mogelijke link tussen klimaatverandering en ecologie in het laat Maastrichtien aan te tonen. Verder worden zeespiegelveranderingen voor, tijdens en na de K-Pg grens gereconstrueerd om te kunnen onderbouwen of zeespiegelveranderingen mogelijk bijgedragen kunnen hebben aan de massaextinctie.Ten slotte worden benthische foraminiferen en dinocystenassemblages bestudeerd om een beter begrip te krijgen van de paleoecologische en paleoceanografische gevolgen van het feit dat tijdens het vroegste Danien de biologische pomp zo verstoord was dat er nauwelijks transport van voedsel en nutriënten naar de zeebodem plaatsvond. Deze situatie wordt ook wel ‘Living Ocean’ conditie genoemd.

De datering van de opwarming in het laat-Maastrichtien, die samenviel met de Deccan Traps uitbarstingen, wordt in deze doctoraatsverhandeling preciezer bepaald. Ook de intensiteit van deze opwarming wordt nauwkeuriger bepaald. Hiervoor wordt eerst een robuuste methode voor het integreren van temperatuur-records geïntroduceerd. Gegevens van twee ondiep mariene sites in New Jersey en Argentinië suggereren dat de omvang van de opwarming tijdens het laat-Maastrichtien 3.9±1.1 °C was. Daarbij wordt in deze doctoraatsverhandeling onderbouwd dat de opwarming tijdens het laat Maastrichtien milieu en ecologie beïnvloedde. Assemblages van dinocysten van de paleoshelf van New Jersey duiden op hevige algenbloei gedurende het opwarmingsinterval. Deze langdurige algenbloei heeft vervolgens geleid tot een verandering van de benthische foraminiferenassemblages, die duidt op veranderingen in voedselaanvoer naar de zeebodem  en stress van het benthische foraminiferen ecosysteem. In Argentinië wijzen de benthische foraminiferen- en dinocystassemblages op een toegenomen zoetwateraanvoer in een halfafgesloten bekken, wat mogelijk het resultaat is van een uitgebreid thermisch lage drukgebied boven het Zuid-Amerikaanse continent gedurende de opwarming. De link tussen klimaatverandering en de K-Pg massa-extinctie blijft echter onopgelost.

Assemblages van benthische foraminiferen en dinocysten zijn minder geschikt gebleken voor het reconstrueren van zeespiegelveranderingen als deze assemblages ernstig verstoord zijn, wat het geval is na de K-Pg massa-extinctie. Desalniettemin suggereren benthische foraminiferen- en dinocystassemblages en sedimentologische data dat ~100 kyr voor de K-Pg grens het hoogste zeeniveau wordt bereikt, gevolgd door een regressie over de K-Pg grens en een laagste zeeniveau tussen de K-Pg grens en Zone P1c.

Direct na de K-Pg grens maken de benthische foraminiferenassemblages een ‘Disaster phase’ door, die wordt gekenmerkt door een initiele bloei van endobenthische taxa.  Deze bloei is het resultaat van de flux van organisch materiaal naar de zeebodem vlak na de inslag. Na deze kortdurende initiële fase wordt het tweede gedeelte van de ‘Disaster phase’ gekenmerkt door verminderde primaire productie, die het resultaat is van de ernstige verstoring van de biologische pomp gedurende het vroegste Danien. Na de ‘Disaster phase’ duiden een toenemende diversiteit en soortenrijkdom van benthische foraminiferenassemblages op een lange-termijn herstelfase, hoewel diversiteit en soortenrijkdom niet herstellen tot het oorspronkelijke niveau binnen de bestudeerde intervallen (>300 to 700 kyr). Dit suggereert een blijvende verandering in voedselaanbod naar de zeebodem na de K-Pg grens. Verder suggereert de verspreiding van Alabamina midwayensis en Anomalinoides acutus dat na de K-Pg grens een meer cosmopolitische benthische foraminiferenassemblage ontstond uit de overlevende taxa van de meer regionale en diverse laat Maastrichtse fauna’s.

Ten slotte laten de  ondiepe sites in deze doctoraatsverhandeling turnover  rates van benthische assemblages zien die vergelijkbaar zijn met de turnover rates van andere ondiepe locaties. Toch bestaan er tussen afzonderlijke locaties ook aanzienlijke verschillen tussen turnover rates. Deze verschillen zijn te verklaren door verschillen in breedtegraad, geografische locatie en waterdiepte per locatie, aangezien locaties met vergelijkbare condities ook vergelijkbare turnover rates laten zien.