Todos saben que un ataque de asteroides aniquiló a los dinosaurios, ¿verdad? Mucha evidencia muestra que el evento de impacto de Chicxulub tuvo terribles consecuencias para los dinosaurios. Pero la imagen es un poco más complicada que eso. La actividad volcánica extrema puede haber contribuido a la extinción.
Al final del período Cretácico, hace unos 66 millones de años, los dinosaurios se extinguieron. Y no solo los dinosaurios; Alrededor del 75% de todas las plantas y animales se extinguieron. Los dinosaurios aviares sobrevivieron.
Al mismo tiempo, un asteroide o cometa masivo se estrelló contra la península de Yucatán en la Tierra, en el actual México. Llamado el evento de impacto Chicxulub, nubló la atmósfera con vapor de agua y con polvo particularmente duradero, debido a la estructura y el tipo de roca en el sitio del impacto.
Ha sido fácil concluir que Chicxulub causó la extinción. Hay mucha evidencia más allá del sitio de impacto en sí.
En primer lugar, la extinción en sí misma se llama extinción Cretáceo-Paleógeno (extinción K-Pg), porque marcó el final de la era Cretácea y el comienzo del período Paleógeno. (También se llama extinción Cretáceo-Terciario (extinción K-T).
El registro geológico contiene una capa de sedimentos de hace 66 millones de años llamada límite de K-Pg. El límite de K-Pg está presente en las rocas marinas y terrestres de todo el mundo. Contiene gran cantidad de iridio metálico, que es raro en la Tierra, pero abundante en asteroides. La conclusión es que el impacto de Chicxulub extendió el iridio a la atmósfera a nivel mundial, y ahora se conserva en la geología de la Tierra, una especie de arma humeante para el evento de impacto.
Pero existe una creciente evidencia de que las erupciones volcánicas contribuyeron a la extinción en masa hace 66 millones de años, y esa evidencia proviene de una formación rocosa llamada las trampas Deccan. Un nuevo estudio fortalece el vínculo entre la extinción K-Pg y la actividad volcánica que causó las trampas Deccan.
Deccan Traps es una región de la India conocida como una gran provincia ígnea. Es una de las características volcánicas más grandes de la Tierra. Las trampas son múltiples capas de lava basáltica, y todas juntas tienen más de 2 km (1,2 millas) de espesor. Las trampas Deccan cubren un área de 500,000 km. sq. (200,000 mi. sq.), aunque en un momento cubrieron tanto como 1.5 millones de km2. (600,000 millas cuadradas) El volumen de la lava es de 1 millón de kilómetros cúbicos (200,000 millas cúbicas).
El nombre "Trampas" proviene de la palabra sueca "trappa" que significa escaleras. Se refiere a la estructura escalonada en el paisaje de la región.
Sin embargo, hay más en estas trampas que el rock. La cantidad de actividad volcánica requerida para crear las trampas Deccan habría contaminado la atmósfera con gases venenosos. Ahora dos geocientíficos de la Universidad de Princeton han establecido un vínculo más fuerte entre las trampas Deccan y la extinción K-Pg con la primera línea de tiempo de alta resolución para las erupciones que crearon las trampas Deccan de la India. Su investigación aparece en la edición del 22 de febrero de Science.
Los dos científicos son Blair Schoene y Gerta Keller, ambos de la Universidad de Princeton. Dirigieron un equipo internacional para este estudio, que trató de fechar las diferentes capas de las trampas Deccan Traps con más precisión que nunca.
"Todos han escuchado que los dinosaurios murieron a causa de un asteroide que golpeó la Tierra", dijo Schoene, profesor asociado de geociencias. "Lo que mucha gente no se da cuenta es que ha habido muchas otras extinciones masivas en los últimos 500 millones de años, y muchas de ellas coinciden con grandes descargas volcánicas" de los volcanes masivos conocidos como basaltos de inundación o grandes provincias ígneas.
Esta no es la primera vez que las trampas han sido implicadas en la extinción de K-Pg. Pero la precisión en este nuevo estudio lleva el punto a casa.
El esfuerzo por fechar las formaciones geológicas se llama geocronología. La geocronología utiliza los rasgos inherentes de las rocas para determinar su edad, usualmente dependiendo de las relaciones de isótopos y la desintegración radiactiva para hacerlo.
La técnica de geocronología más famosa, generalmente llamada datación por carbono, utiliza la tasa de descomposición del carbono 14 radioactivo para encontrar las edades de los fósiles. Pero la datación por carbono solo funciona para el tejido vivo que tiene unos pocos miles de años, lo que lo hace útil para la arqueología pero no para el basalto de 66 millones de años.
Para las rocas de la época de la extinción masiva, los geocientíficos tienen algunas opciones de materiales radiactivos naturales. La geocronología con plomo de uranio produce edades muy precisas, pero los minerales que contienen uranio rara vez se encuentran en el basalto, la roca que forma los flujos de lava masivos en las trampas de Deccan. El circón con uranio es otro método para fechar rocas antiguas, pero se encuentra con mayor frecuencia en erupciones explosivas de los volcanes de tipo Mount St. Helens, que tienen una química más rica en sílice.
Con estas restricciones de citas en mente, el equipo de científicos fue cauteloso al predecir el éxito. Nunca anticiparon que su primer viaje a las trampas de Deccan produciría los resultados que obtuvieron.
"No creo que ninguno de nosotros anticipó que nuestro primer viaje a las trampas de Deccan conduciría al tipo de conjunto de datos que pudimos producir", dijo Mike Eddy, de la Clase de 2011, ahora asociado de investigación postdoctoral en geociencias. y un coautor en el Ciencias papel.
Pero tuvieron suerte.
En sus primeros días en las trampas Deccan, los científicos reunieron muestras de lo que se llama basaltos de grano grueso. El basalto es el tipo más común de roca volcánica en la Tierra. Buscaban muestras que contengan minerales que contienen uranio, porque la desintegración radiactiva del uranio es un método de referencia de geocronología. Al principio no encontraron ninguno, porque tales rocas son raras en formaciones como las trampas de Deccan y más comunes en cenizas volcánicas.
Pero después de unos días, encontraron el tipo de rocas ricas en sílice que estaban buscando.
"Durante nuestra primera semana en India, encontramos un lecho de cenizas con alto contenido de sílice entre dos flujos de basalto, y eso hizo que nuestros engranajes giraran", dijo Eddy. Los investigadores sabían que la ceniza volcánica rica en sílice podría contener fácilmente los pequeños cristales de circón que preservan el uranio radiactivo. "El verdadero avance se produjo uno o dos días después, cuando Blair se dio cuenta de que los suelos fósiles también podrían haber recogido este tipo de cenizas en pequeñas cantidades", dijo Eddy.
Entonces el equipo cambió su enfoque. En cambio, buscaron los depósitos de cenizas entre los flujos de basalto, buscando el uranio radioactivo dentro del circón, contenido en la ceniza. El uranio hace que el circón, y por lo tanto las capas de cenizas, sean fáciles de fechar. Al fechar las capas de cenizas por encima y por debajo del flujo de lava, podrían fechar con mayor precisión la lava misma y la fecha de la erupción.
El equipo pasó tres temporadas de campo en la provincia de Deccan y envió muestras de 141 sitios al laboratorio de Princeton. 24 de las muestras contenían lo que el equipo necesitaba: cristales de circón con uranio. El análisis de las muestras mostró que las trampas Deccan fueron creadas por cuatro pulsos de erupción distintos. Y cada uno de esos pulsos deletreaba la muerte para los dinosaurios, y para la mayoría de las otras formas de vida en la Tierra en ese momento.
Cada vez que un volcán hace erupción, cambia la atmósfera. Enormes cantidades de azufre y dióxido de carbono se arrojan a la atmósfera desde su secuestro a largo plazo dentro de las rocas. El azufre tiene un efecto de enfriamiento a corto plazo en la atmósfera, mientras que el dióxido de carbono tiene un efecto de calentamiento a largo plazo. Los dos combinados pueden conducir a cambios climáticos salvajes.
"Esto puede conducir a cambios climáticos entre períodos cálidos y fríos que hacen que sea realmente difícil para la vida en la Tierra", dijo Schoene. Pero para saber más claramente cómo estas erupciones habrían afectado la vida en la Tierra, tuvieron que acertar en el momento. Una cantidad masiva de CO2 tendrá un efecto muy diferente si se inyecta en la atmósfera en cien años que si se necesitara un millón de años para inyectarse.
De los cuatro pulsos de erupción que los científicos identificaron, dos de ellos tuvieron lugar antes de las extinciones en masa. El segundo de esos dos comenzó solo decenas de miles de años antes del impacto de Chicxulub, que es casi en el mismo instante en términos geológicos. "Los primeros dos pulsos ... corresponden a un período de tiempo en el que el clima volvió a fluctuar de frío a caliente y frío, y muchos científicos piensan que esto indica una interrupción inicial del clima que puede haber contribuido al evento de extinción en masa", dijo Schoene. "Nuestros datos muestran que tal vez el segundo pulso podría haber jugado un papel importante en la extinción en sí porque sucedió justo antes".
"Deccan volcanismo es la causa más probable de la extinción masiva de dinosaurios", dijo Gerta Keller. "El impacto de Chicxulub puede haber contribuido a su desaparición, aunque el momento y los efectos ambientales de este impacto aún no se han determinado".
Otro estudio reciente publicado en el mismo número de Science usó un método diferente para fechar las trampas de Deccan y presentó diferentes fechas. Este estudio concluyó que no había cuatro pulsos volcánicos distintos que el estudio de Princeton identificó, y que más del 90% del volumen de Trampas de Deccan estalló en menos de 1 millón de años. También concluyó que aproximadamente el 75% de esto ocurrió después de la extinción de K-Pg, y que el cambio climático al final del Cretácico coincidió con las fases más pequeñas de erupciones en las trampas Deccan. Si es así, el volcanismo de la trampa Deccan no podría haber causado la extinción.
Otros científicos, conscientes de la naturaleza del debate impacto versus volcán del que forma parte este estudio, son más circunspectos en sus conclusiones.
"En general, creo que este documento es significativo e interesante", dijo Pincelli Hull, profesor asistente de geología y geofísica en Yale que no participó en esta investigación y que ha argumentado en contra del papel del volcán en la extinción masiva. "El documento es un gran avance en el tiempo de las erupciones [trampas de Deccan], pero cómo eso se relaciona con el momento de la desgasificación sigue siendo una pregunta importante que debe resolverse para determinar exactamente cuáles fueron los roles relevantes del volcanismo y el impacto".
Rara vez un estudio en una larga línea de estudios pone un debate científico a la cama, y este no es diferente. La ciencia progresa a medida que los científicos mejoran al medir cosas y al pensar en ellas. Este no será el final del debate.
Puede ser que se requiera un golpe doble para causar la extinción K-Pg. Los dinosaurios podrían haber sido derribados por el impacto de Chicxulub y en su camino de regreso, luego volcados para siempre por los volcanes. O puede ser incluso más complejo que eso.
Un estudio de 2016 muestra que las especies de dinosaurios ya se estaban extinguiendo millones de años antes de la extinción de K-Pg, y que no aparecían nuevas especies para reemplazarlas. Al mismo tiempo, las especies de mamíferos se estaban volviendo más variadas y tal vez mejor posicionadas para adaptarse a los cambios causados por la actividad volcánica y el impacto de Chicxulub. Quizás evolutivamente, los dinosaurios habían seguido su curso, y el impacto y los volcanes fueron solo el signo de exclamación.
Y tal vez nunca lo sabremos con certeza.
Fuentes:
- Comunicado de prensa: ¿Los volcanes mataron a los dinosaurios? Nueva evidencia apunta a ‘tal vez.
- Documento de investigación: restricciones de U-Pb en la erupción pulsada de las trampas Deccan a través de la extinción masiva del Cretácico final
- Documento de investigación: El tempo eruptivo del volcanismo Deccan en relación con el límite Cretáceo-Paleógeno
- Documento de investigación: Dinosaurios en declive decenas de millones de años antes de su extinción final
