Al final del período Pérmico, hace 252 millones de años, la Tierra fue devastada por un evento de extinción masiva que acabó con más del 90% de las especies del planeta. En comparación con otras extinciones masivas, la recuperación de la Gran Mortandad fue lenta: se necesitaron al menos 10 millones de años para que el planeta se repoblara y comenzara a recuperar su diversidad. La mayor extinción masiva en la historia de la Tierra puede haber sido causada por un fuerte ciclo de El Niño. Un pulso mortal de radiación ultravioleta (UV) también puede haber desempeñado un papel en el mayor evento de extinción masiva de la Tierra, sugieren granos de polen fosilizados.
Los volcanes que arrojaron dióxido de carbono hace 250 millones de años calentaron tanto el clima que los fenómenos extremos de El Niño se convirtieron en la norma, empujando a gran parte de la vida en la Tierra más allá de su capacidad. La mayor extinción masiva en la historia de la Tierra puede haber sido causada por un fuerte ciclo de El Niño.
Una nueva investigación muestra que una sobrecarga de dióxido de carbono en la atmósfera provocó el cambio climático, que a su vez provocó la extinción del 90% de las especies de la Tierra hace unos 250 millones de años, al final del período Pérmico. El descubrimiento tiene implicaciones para la ciencia climática moderna: los investigadores no saben cómo afectará el calentamiento actual al ciclo de El Niño-La Niña, pero incluso una fracción de la perturbación causada por el evento de extinción más grande del mundo haría la vida muy difícil para la humanidad.
La vida floreció durante el período Pérmico (hace 298,9 millones a 251,9 millones de años). El supercontinente Pangea estaba rodeado de frondosos bosques donde extraños reptiles deambulaban junto a anfibios y zumbantes nubes de insectos. En los océanos, los imponentes arrecifes albergaban nautilos espirales, peces óseos y tiburones.
Y luego estalló una serie de fallas volcánicas gigantes en el territorio de la Siberia moderna. Estas fallas, conocidas como las Trampas de Siberia, liberaron enormes cantidades de dióxido de carbono al aire. Peor aún, estallaron en una zona rica en vetas de carbón, que también se evaporaron a la atmósfera. Se han encontrado sedimentos geológicos de esta erupción en capas de rocas tan lejanas como Sudáfrica.
Una sección geológica transversal del campo del estudio reveló una sequedad extrema hace 252 millones de años, un signo de perturbaciones en el ciclo de El Niño-La Niña. Un nuevo estudio sugiere que las erupciones volcánicas en Siberia desencadenaron fenómenos extremos de El Niño, que a su vez condujeron al evento de extinción del final del Pérmico, cuando el 90% de la vida en la Tierra se extinguió. Paul Wignall/Universidad de Leeds
El autor principal del estudio, Yadong Sun, geocientífico de la Universidad de Ciencias Geológicas de China, lleva mucho tiempo compilando una base de datos de dientes de criaturas parecidas a las anguilas del Pérmico llamadas conodontos, porque los dientes pueden proporcionar información sobre las temperaturas del océano. Sus datos muestran que a través de Panthalassa, un antiguo océano que fue el predecesor del Océano Pacífico, la parte occidental del océano era inicialmente más cálida que la oriental. Sin embargo, este gradiente se debilitó a medida que el clima se calentó al final del Pérmico, creando temperaturas más cálidas en el este, muy parecidas a los eventos actuales de El Niño en el Océano Pacífico.
El resultado final, dijo Farnsworth, fue una serie de El Niño muy severo y duradero. Sun, Farnsworth y sus colegas modelaron los efectos y demostraron que en tierra, estos eventos de El Niño intensificarían las temperaturas ya en aumento causadas por el calentamiento impulsado por el dióxido de carbono. Los bosques y las especies que dependían de ellos serían los primeros en luchar y morir. Los bosques eliminan dióxido de carbono de la atmósfera, por lo que su pérdida permitió que aún más carbono que atrapa el calor permaneciera en el aire.
Hubo un notable desfase entre la muerte de la fauna marina y terrestre. Además, la extinción de la biota marina comenzó 17 mil años antes del fuerte calentamiento de las aguas ecuatoriales de 26° a 34°, que claramente superó las capacidades de muchos seres vivos. Esto significa que también estaba actuando algún “asesino” invisible: tal vez la falta de oxígeno en el océano (anoxia). Sin embargo, los autores del estudio rechazaron esta versión, ya que en una era de alta saturación de oxígeno atmosférico, la anoxia del océano difícilmente podría haber causado la muerte de la biota terrestre, que comenzó antes de la crisis marina y mucho antes del pico de calentamiento. Prueba de ello es la desaparición de las turberas y la sustitución de los bosques de gimnospermas por ecosistemas arbustivos decenas o incluso cientos de miles de años antes de la muerte de la biota oceánica. Los científicos han propuesto varias hipótesis sobre la extinción de la tierra, desde el envenenamiento por metales hasta el agotamiento de la capa de ozono y la lluvia ácida. Pero nadie pudo explicar la profundidad de la crisis del Pérmico Tardío.
Los expertos recurrieron a fenómenos climáticos de corto plazo que ocurren en escalas anuales y decenales y pueden causar grandes fluctuaciones en la temperatura y los ciclos hidrológicos. Utilizaron el modelo HadCM3BL para predecir el clima global ante un fuerte aumento de las emisiones de gases de efecto invernadero, datos de paleotemperatura y análisis de sedimentos para determinar el gradiente de temperatura de la superficie del mar en el ecuador (SST (Temperatura de la superficie del mar ecuatorial)) y construir un modelo. de la interacción atmósfera-océano.
Según el modelo resultante, al final del período Pérmico el gradiente zonal de TSM en el océano de Tetis disminuyó de 7 a 10 °C a 1 a 4 °C en el límite de los períodos geológicos. Estos y otros cambios importantes en los parámetros oceánicos han provocado un debilitamiento de la circulación de Walker, un fenómeno meteorológico de mezcla de la atmósfera inferior sobre el océano en los trópicos. Todo esto provocó El Niño, fluctuaciones en la temperatura de la capa superior del océano tropical.
El Niño moderno dura entre 9 y 12 meses; en el Plioceno duró tres millones de años. Existe un debate sobre en qué medida el calentamiento climático está aumentando este fenómeno. Sin embargo, el modelo construido por los autores del nuevo trabajo científico mostró que al final del período Pérmico la fuerza y duración de El Niño aumentaron. Como resultado, el planeta experimentó un clima muy cálido y extremadamente inestable.
Durante el poderoso El Niño, la energía térmica almacenada en los océanos se derrama sobre la tierra, provocando graves sequías y olas de calor extremas. Hoy en día esto se observa en la zona ecuatorial, afectando los bosques del Amazonas y África central.
En la biota marina, las fuertes olas de calor durante El Niño siguen provocando el blanqueamiento de los arrecifes de coral y la extinción del plancton en la actualidad. Al final del período Pérmico, esto estuvo a punto de provocar una catástrofe a escala planetaria.
Un pulso mortal de radiación ultravioleta (UV) puede haber desempeñado un papel en el mayor evento de extinción masiva de la Tierra, revelan granos de polen fosilizados. El análisis encontró que el polen, que se remonta a la extinción masiva del Pérmico-Triásico, hace unos 250 millones de años, producía compuestos de “protección solar” que protegían contra la dañina radiación UV-B. En ese momento, alrededor del 80% de todas las especies marinas y terrestres se extinguieron.
Para el estudio, publicado en la revista Science Advances, un equipo de científicos internacionales desarrolló un nuevo método de utilizar un rayo láser para estudiar pequeños granos que miden aproximadamente la mitad del ancho de un cabello humano y se encontraron incrustados en rocas descubiertas en el sur del Tíbet. según un comunicado.
Dimetrodon fue una de las criaturas que vivieron durante el período Pérmico. Mark Garlick/Biblioteca de fotografías científicas
Las plantas utilizan la fotosíntesis para convertir la luz solar en energía, pero también necesitan un mecanismo para bloquear la dañina radiación UVB. En este caso, la oleada de radiación no mataría a las plantas directamente, sino que las ralentizaría, reduciendo su capacidad de fotosíntesis, lo que eventualmente las haría incapaces de reproducirse.
Los expertos han especulado durante mucho tiempo que el evento de extinción del Pérmico-Triásico, clasificado como uno de los cinco eventos de extinción más importantes de la Tierra, fue una respuesta a una “emergencia paleoclimática” causada por la erupción de las Trampas Siberianas, un evento volcánico importante en lo que hoy es Siberia. El catastrófico incidente empujó columnas de carbono enterradas en lo profundo de la Tierra hacia la estratosfera, lo que provocó un calentamiento global que “causó el colapso de la capa de ozono de la Tierra”, según los investigadores.
Grano de polen utilizado en este trabajo. Su tamaño es aproximadamente la mitad del ancho de un cabello humano. Liu Feng/Instituto de Geología y Paleontología de Nanjing
En su estudio, los científicos también encontraron una conexión entre el aumento de la radiación UV-B y cómo cambió la química del tejido vegetal, lo que provocó “una pérdida de diversidad de insectos”. En este caso, los tejidos vegetales se volvieron menos apetecibles para los herbívoros y menos digeribles.
Debido a que las hojas de las plantas tenían menos nitrógeno, no eran lo suficientemente nutritivas para los insectos que las comían. Esto puede explicar por qué las poblaciones de insectos se desplomaron durante este evento de extinción. Los insectos suelen salir ilesos durante las extinciones masivas, pero no durante este período de extinción.
Después de la Gran Mortandad, la vida en la Tierra tardó millones de años en recuperarse. Los microorganismos pueden explicar la lenta recuperación después de este período.
Al final del período Pérmico, hace 252 millones de años, la Tierra fue devastada por un evento de extinción masiva que acabó con más del 90% de las especies del planeta. En comparación con otras extinciones masivas, la recuperación de la Gran Mortandad fue lenta: se necesitaron al menos 10 millones de años para que el planeta se repoblara y comenzara a recuperar su diversidad.
Ahora los científicos pueden haber descubierto qué ha retrasado la recuperación de la Tierra. Un grupo de pequeños organismos marinos llamados radiolarios desaparecieron por extinción. Su ausencia cambió radicalmente la geoquímica marina, dando lugar a un tipo de formación arcillosa que liberaba dióxido de carbono. Esta liberación de dióxido de carbono mantuvo la atmósfera caliente y los océanos ácidos, ralentizando así la recuperación de la vida, explicaron los científicos en un artículo publicado en la revista Nature Geoscience.
El coautor del estudio, Clement Bataille, ahora profesor de ciencias terrestres y ambientales en la Universidad de Ottawa en Canadá, dijo a WordsSideKick.com que condiciones tan extremas no se habían visto en la Tierra durante cientos de millones de años, antes del surgimiento de la vida ubicua.
“Simplemente muestra cuánto desconocemos sobre estos ciclos biogeoquímicos y cómo un pequeño cambio puede desequilibrar un sistema muy rápidamente”, dijo Bataille.
Bataille trabajó en la investigación como becario postdoctoral en el laboratorio de Xiao-Ming Liu, geoquímico de la Universidad de Carolina del Norte en Chapel Hill. Los investigadores han estado tratando de comprender los cambios en el clima de la Tierra al final del período Pérmico (hace 298,9 millones-251,9 millones de años) y el comienzo del período Triásico (hace 251,9 millones-201,3 millones de años). El equipo quería estudiar un proceso llamado meteorización química, cuando las rocas terrestres se descomponen y liberan calcio, que termina en los océanos. Allí, el calcio se combina con el dióxido de carbono (CO2) para formar rocas carbonatadas. Cuanto más cálido es el clima, más rápido se produce la erosión porque las reacciones químicas ocurren más rápido a temperaturas más altas, y más agua que fluye significa más erosión. Esto crea un circuito de retroalimentación que controla las temperaturas globales: cuando hace más calor y la erosión ocurre más rápido, entra más CO2 al mar y queda atrapado en las rocas del océano, lo que ayuda a enfriar el clima. Cuando el clima se enfría, la erosión se ralentiza y menos CO2 queda atrapado en las rocas del océano, evitando así que se enfríe demasiado.
Pero hay otro proceso que puede ocurrir en el océano llamado erosión inversa. Esto ocurre cuando el mineral silicio es abundante y forma nuevas arcillas en el fondo del océano. Durante la erosión inversa, estas arcillas liberan más CO2 del que pueden contener las rocas carbonatadas.
El silicio no es tan abundante en los océanos modernos porque es consumido por pequeños organismos planctónicos para crear sus caparazones, por lo que la erosión inversa ocurre con poca frecuencia. Asimismo, durante el período Pérmico, pequeños organismos llamados radiolarios absorbieron casi todo el silicio, manteniendo así la erosión inversa al mínimo.
Sin embargo, todo esto puede haber cambiado durante los últimos períodos del Pérmico y principios del Triásico. En este punto, las rocas ricas en silicio, compuestas por innumerables capas de radiolarios, desaparecieron, lo que indica que los radiolarios pueden haber desaparecido. Al mismo tiempo, se alteró el equilibrio de ciertas variantes moleculares en las rocas oceánicas, descubrieron Bataille, Liu y sus colegas.
Los investigadores estudiaron las proporciones de isótopos de litio. Los isótopos son versiones de un elemento con masas atómicas ligeramente diferentes a las normales porque sus núcleos contienen diferente número de neutrones. Debido a sus diferentes pesos, diferentes isótopos de litio se absorben en diferentes proporciones cuando se forman nuevas arcillas, lo que ocurre durante la erosión inversa. Los investigadores descubrieron que algunos isótopos de litio prácticamente desaparecieron del océano justo antes de la Gran Mortandad y no se recuperaron durante unos 5 millones de años durante el Triásico. Esto pinta una imagen de un mundo en el que la pérdida de radiolarios dejó el océano lleno de sílice, permitiendo que se produjera una erosión inversa, dijo Bataille. El CO2 liberado por la erosión inversa puede haber suprimido la erosión química que atrapa el CO2 que se estaba produciendo en ese momento y, a su vez, mantuvo el clima súper húmedo. La vida sería difícil en tales condiciones.
Esta es la primera evidencia directa de que se estaba produciendo erosión inversa en ese momento, dijo Hana Jurikova, biogeoquímica marina de la Universidad de St. Andrews en Escocia. Yurikova no participó en el estudio, pero escribió un editorial que acompaña al artículo en la revista Nature Geoscience.
