We weten van de vroege aarde dat er zich geen zuurstof in de atmosfeer bevond. Dat werd er pas ingebracht door levende fotosynthetiserende organismen. Het zuurstofpercentage heeft zich langzaam opgebouwd tot de huidige 20 procent (en in sommige tijdperken nog wel meer). Maar op enig moment moet het zuurstofgehalte genoeg gestegen zijn om de eerste kettingreactie van brandbaar materiaal te laten plaatsvinden.

Foto: Marc de Ruijter (creative commons via Flickr)
De eerste brand op aarde moet gigantisch zijn geweest. Foto: Marc de Ruijter (creative commons via Flickr)

Op dat moment zal er waarschijnlijk een enorme hoeveelheid brandbaar materiaal aanwezig zijn geweest op de gehele aarde. De daaropvolgende brand moet dus gigantisch zijn geweest. Zijn daar sporen van teruggevonden? Of heeft het zich allemaal veel geleidelijker en plaatselijker afgespeeld?

Jan Hemmer

Deze vraag is beantwoord in het juni-nummer 2015

‘De aarde bestond waarschijnlijk nog bijna helemaal uit oceaan toen de fotosynthese werd uitgevonden, dus dat brandt niet zo makkelijk’, schrijft Elmar Veerman.
In geologische kringen staat het verschijnen van de vroege aardatmosfeer met zuurstof door blauwalgen, 2,3 miljard jaar geleden, bekend als de Great Oxygenation Event.
In geologische kringen staat het verschijnen van de vroege aardatmosfeer met zuurstof door blauwalgen, 2,3 miljard jaar geleden, bekend als de Great Oxygenation Event.
Of ook wel – nogal dramatisch – als de Oxygen Holocaust, omdat zuurstof voor veel andere eencellige organismen giftig was, en het ‘gif’ tot de eerste grote uitsterfgolf leidde.
200 miljoen jaar daarvoor begonnen de eerste cyanobacteriën of blauwalgen al met zuurstof uitstoten, geproduceerd met fotosynthese uit zonlicht en water.
Lange tijd werd het vrijkomende zuurstof geabsorbeerd door chemische reactie met ijzer of organisch materiaal in zee. Het in de atmosfeer vrijkomende zuurstof reageerde met mineralen op het aardoppervlak, vooral ijzer, wat leidde tot typische gestreepte steenformaties met afwisselend ijzeroxide en ijzerarme lagen.
Dus sporen zijn er wel, maar niet van een massale brand. Het verweren van steen is een trage reactie, geen kettingreactie als vuur: meer ‘massaal roesten’ dan ‘massaal branden’, zoals Hemmer zelf ook al suggereert. ‘Het lijkt mij dat niet plots de hele wereld in de brand stond maar dat het geleidelijk ging’, schrijft ook beantwoorder Johan terecht.
Het aantal verschillende andere mineralen op aarde nam flink toe door de nieuwe reactiemogelijkheden met zuurstof. Daarnaast reageerde het zuurstof ook met methaan in de atmosfeer, een krachtig broeikasgas, dat zo uit de atmosfeer verdween. Dit luidde een 300 miljoen jaar lange ijstijd in, een van de eerste sneeuwbalaardeperiodes.
Pas toen al deze beschikbare zuurstof-sinks verzadigd waren, begon de zuurstof zich op te hopen in de atmosfeer. Maar ook dat ging geleidelijker en leidde niet tot plotselinge massale branden.
Pas toen al deze beschikbare zuurstof-sinks verzadigd waren, begon de zuurstof zich op te hopen in de atmosfeer. Maar ook dat ging geleidelijker en leidde niet tot plotselinge massale branden.
Echt goed branden doen vooral koolstofrijke, organische materialen als hout, dode planten, steenkool, bruinkool en olie. ‘Het eerste leven op land kwam bovendien pas later, dus met de ophoping van brandbaar materiaal zal het ook wel meegevallen hebben’, schrijft Elmar Veerman.
Maar dat eerste leven kreeg wel een flinke opsteker van de beschikbare zuurstof in de atmosfeer, waardoor er veel meer chemische energie beschikbaar was voor complexe levensvormen, ook op land.
Dus helaas voor paleopyromanen: geen grote oerfik, maar wel zijn alle grote branden na die tijd op twee manieren aan de Grote Oxigenatie te danken: door het extra zuurstof in de atmosfeer, maar ook dankzij de explosie van levensvormen op land, die lekker veel brandbaar materiaal opleverden.