Una nueva investigación liderada por la Universidad de St Andrews y renombrados centros de investigación alemanes ayuda a responder una de las preguntas más planteadas en geociencia: ¿qué causó exactamente la mayor extinción masiva de la Tierra?
Hace aproximadamente 252 millones de años, mucho antes de la aparición de los dinosaurios, en el límite Pérmico-Triásico, se produjo la mayor de las extinciones masivas conocidas en la Tierra. Con la extinción de más del 95% de las especies marinas, la vida en los mares del Pérmico, que antes era un ecosistema próspero y diverso, desapareció en sólo decenas de miles de años, un parpadeo geológico. Esto se conoce ahora como la «Gran Mortandad», un período en el que la vida en la Tierra nunca ha estado tan cerca de extinguirse.
Los científicos han debatido durante mucho tiempo las teorías sobre la causa de la extinción, que van desde el impacto de un bólido y la disolución de los hidratos de gas hasta los volcanes, que podrían haber causado cambios climáticos y ambientales que hicieran la Tierra tan inhóspita para la vida.
Ahora una nueva investigación, dirigida por un equipo internacional de científicos del Centro GEOMAR Helmholtz para la Investigación Oceánica de Kiel en cooperación con el Centro Helmholtz de Potsdam GFZ Centro Alemán de Investigación para las Geociencias y la Escuela de Ciencias de la Tierra y del Medio Ambiente de la Universidad de St Andrews, Andrews, incluyendo universidades italianas y canadienses, y publicado en Nature Geoscience (lunes 19 de octubre) proporciona, por primera vez, una imagen concluyente del mecanismo subyacente y de las consecuencias de la extinción y responde finalmente a las preguntas clave: ¿qué causó exactamente la mayor extinción masiva de la Tierra y cómo pudo desarrollarse un acontecimiento de una magnitud tan mortífera?
El equipo de investigadores, dirigido por la Dra. Hana Jurikova, que actualmente trabaja en la Universidad de St. Andrews, utilizó un novedoso método de análisis de diferentes isótopos de los elementos boro y carbono, recuperando el pH del antiguo océano a partir de conchas de braquiópodos fósiles. Aunque numerosas especies de braquiópodos también se extinguieron durante la Gran Mortandad, el equipo encontró conchas de braquiópodos dentro del intervalo de tiempo crítico que ofrecía una instantánea del rápido inicio de la extinción. El pH del agua de mar es un indicador crítico que no sólo registra la acidez del océano, que varía en función de la cantidad de dióxido de carbono (CO2) absorbido, sino que, junto con las limitaciones de isótopos de carbono, también permitió al equipo determinar los cambios en la cantidad y las fuentes de CO2 atmosférico en el momento del evento de extinción.
El equipo pudo determinar que el desencadenante de la crisis del Pérmico-Triásico fue un gran pulso de CO2 a la atmósfera originado por una provincia de basalto de inundación masiva, resultado de una gigantesca erupción volcánica en la actual Siberia. Los análisis mostraron que los vulcanismos liberaron a la atmósfera más de 100.000 billones de toneladas de carbono, desencadenando el inicio de la extinción. Esto supone más de 40 veces la cantidad de todo el carbono disponible en las reservas modernas de combustibles fósiles, incluyendo el carbono ya quemado desde la revolución industrial.
El equipo de investigación utilizó una innovadora modelización para reconstruir el efecto de esa gran liberación de CO2 en los ciclos biogeoquímicos globales y en el medio ambiente marino. Los resultados mostraron que, inicialmente, la perturbación de CO2 provocó un calentamiento y una acidificación extremos del océano que fueron letales para muchos organismos, especialmente los que construyen conchas y esqueletos de carbonato cálcico. Sin embargo, el efecto invernadero provocó otros cambios drásticos en las tasas de meteorización química en la tierra y en la entrada y el ciclo de los nutrientes en el océano, lo que provocó una gran desoxigenación y probablemente también el envenenamiento por sulfuro de los océanos, matando a los grupos de organismos restantes.
La extinción masiva del Pérmico-Triásico fue, por tanto, un colapso en cascada de los ciclos globales vitales que sostenían el medio ambiente, impulsado por una inmensa inyección multimilenaria de carbono en la atmósfera. Los cambios extremos y los múltiples factores de estrés (altas temperaturas, acidificación, pérdida de oxígeno, envenenamiento por sulfuro) se combinaron para acabar con una gran variedad de organismos marinos, lo que explica la gravedad de la extinción.
La investigadora principal, la Dra. Jurikova, declaró: «Nuestra investigación proporciona la primera reconstrucción precisa de la fuente de carbono y, con ella, del desencadenante de la crisis, además de descubrir la posterior cadena de procesos que dieron lugar a la mayor extinción masiva de la Tierra.
«El ecosistema tardó entre varios cientos de miles y millones de años en recuperarse de la catástrofe, que alteró profundamente el curso de la evolución de la vida en la Tierra».
Fotos
Foto uno: Paisaje volcánico que se extiende por vastas zonas de la actual Siberia, testimonio de la antigua erupción que estuvo a punto de acabar con la vida en la Tierra.
Foto dos: Ilustración que representa el inicio de la extinción masiva del Pérmico-Triásico basada en los hallazgos de Jurikova et al (2020). Acidificación del océano y desaparición de la vida marina en la superficie del océano causada por una gran liberación de CO2 volcánico de las Trampas Siberianas. Ilustrado por Dawid Adam Iurino (PaleoFactory, Universidad de la Sapienza de Roma) para Jurikova et al (2020).
El artículo ‘Permian Triassic mass extinction pulses driven by major marine carbon cycle perturbations’ se publica en la revista Nature Geoscience y está disponible en línea.
Por favor, asegúrese de que el DOI del artículo (doi.org/10.1038/s41561-020-00646-4) se incluya en todas las historias en línea y publicaciones en los medios sociales y que Nature Geoscience se acredite como la fuente.
Este proyecto fue una colaboración internacional financiada por el programa de investigación e innovación Horizonte 2020 de la Unión Europea, ‘BASE-LiNE Earth’ Innovative Training Network (ITN) (acuerdo No 643084).
Publicado por la Oficina de Comunicaciones de la Universidad de St Andrews.
Investigación