Strat de rociCea mai mare extincţie din istoria vieţii animale a avut loc cu circa 252 milioane de ani în urmă, făcând să dispară mai mult de 96 la sută din speciile marine şi 70 la sută din viaţa terestră, inclusiv cele mai mari insecte cunoscute a fi locuit Pământul.

 

 

Mai multe teorii şi-au propus să explice cauza a ceea ce este cunoscut acum ca extincţia de la sfârşitul permianului, incluzând impactul unui asteroid, erupţii vulcanice masive sau o cascadă cataclismică de evenimente ale mediului. Dar fixarea definitivă a cauzei extincţiei necesită măsurători mai bune ale duratei perioadei de extincţie.

Cercetătorii de la MIT au stabilit recent că extincţia de la sfârşitul permianului s-a desfăşurat într-un interval de 60.000 de ani, plus sau minus 48.000 ani - practic instantaneu din punct de vedere geologic. Noua cronologie se bazează pe o tehnică de datare mai precisă şi arată că cea mai severă extincţie din istorie poate să se fi petrecut de 10 ori mai rapid decât au crezut anterior oamenii de ştiinţă.

“Am fixat extincţia în timp absolut şi ca durată”, spune Sam Bowring, profesor Robert R. Shrock la Earth and Planetary Sciences la MIT. “Cum omori în câteva zeci de mii de ani circa 96 la sută din tot ceea ce a trăit în oceane? Se poate ca o extincţie excepţională să aibă nevoie de o explicaţie excepţională".

Reprezentare artistica permian
Reprezentare artistică a peisajului în perioada extincţiei de la sfârşitul Permianului. Credit imagine: José-Luis Olivares/MIT

Pe lângă stabilirea duratei extincţiei, Bowring, absolventul Seth Burgess şi un coleg de la Nanjing Institute of Geology and Paleontology au descoperit, de asemenea că, cu 10.000 de ani înainte de extincţie, oceanele au fost supuse unui exces de carbon, care pare să reflecte o acumulare masivă de dioxid de carbon în atmosferă. Această schimbare dramatică poate să fi condus la creşterea pe scară largă a acidităţii oceanelor şi la o creştere a temperaturii mărilor cu 10 grade Celsius sau mai mult, omorând majoritatea vieţii marine.

Dar ce a declanşat la origine acest "vârf" al dioxidului de carbon? Teoria precumpănitoare printre geologi şi paleontologi se referă la răspândirea pe scară largă şi de durată a erupţiilor vulcanice din Siberian Traps, o regiune din Rusia ale cărei dealuri terasate sunt rezultatul erupţiilor repetate de magmă. Pentru a stabili dacă erupţiile din Siberian Traps au declanşat o creştere masivă a dioxidului de carbon în oceane, Burgess şi Bowring folosesc tehnici de datare similare pentru a stabili o cronologie pentru erupţiile vulcanice din perioada permianului care se estimează a fi acoperit cinci milioane de kilometri cubi.

"Este clar că, indiferent ce a declanşat extincţia, trebuie să fi acţionat foarte rapid", spune Burgess, principalul autor al articolului care relatează rezultatele în Proceedings of the National Academy of Sciences de săptămâna aceasta, "destul de repede încât să destabilizeze biosfera înainte ca majoritatea plantelor şi animalelor să aibă timp să se adapteze, într-un efort de a supravieţui".


Punctând datele unei extincţii

În 2006, Bowring şi studenţii lui au făcut o excursie la Meishan, în China, o regiune ale cărei formaţiuni stâncoase poartă dovezile extincţiei de la sfârşitul Permianului; geologii şi paleontologii s-au adunat în zonă pentru a căuta indiciile în straturile de roci sedimentare. Oamenii de ştiinţă s-au concentrat în mod special pe o secţiune de rocă care se consideră că delimitează sfârşitul permianului de începutul triasicului, bazat pe dovezi precum numărul de fosile găsite în straturile de rocă înconjurătoare.

Bowring a luat mostre de rocă din această zonă, precum şi din straturile alternative de paturi de cenuşă vulcanică şi roci purtătoare de fosile aflate în vecinătate. După analizarea rocilor în laborator, echipa lui a raportat în 2011 că sfârşitul permianului a durat probabil mai puţin de 200.000 de ani. Totuşi, acest cadru temporar nu era suficient de precis pentru a trage vreo concluzie despre ceea ce a cauzat extincţia.

Acum echipa şi-a revizuit estimările folosind tehnici de datare mai precise, bazate pe o mai bună înţelegere a incertitudinilor în măsurătorile scărilor de timp.

Cu aceste date suplimentare, Bowring şi colegii săi au reanalizat mostrele de rocă adunate din cinci paturi de cenuşă vulcanică de la limita permian - triasic. Cercetătorii au pulverizat rocile şi au separat mici cristale de zirconiu conţinând un amestec de uraniu şi plumb. După aceea au izolat uraniu de plumb şi au măsurat raportul dintre ambii izotopi pentru a stabili vârsta fiecăreia dintre mostrele de roci.

Din măsurătorile lor, cercetătorii au stabilit un “calendar” mult mai precis pentru extincţia de la sfârşitul permianului, care acum apare să fi durat circa 60.000 de ani cu o incertitudine de 48.000 de ani - şi a fost imediat precedată de o creştere bruscă a dioxidului de carbon în oceane.

"În spirală către adevăr"

Noua cronologie dă greutate teoriei că extincţia a fost declanşată de erupţii vulcanice masive din Siberian Traps, care au eliberat în atmosferă şi în oceane substanţe chimice volatile, inclusiv dioxid de carbon. Cu o atât de scurtă cronologie a extincţiei, Bowring spune că este posibil ca un singur puls catastrofic de activitate magmatică să fi declanşat un colaps aproape instantaneu al tuturor ecosistemelor globale.

Andrew Knoll, profesor la Earth and Planetary Sciences la Universitatea Harvard, spune despre cronologia rafinată a grupului că aceasta va oferi oamenilor de ştiinţă posibilitatea de a verifica dacă există o coordonare temporală a erupţiilor din Siberian Traps cu extincţia.

"Majoritatea mecanismelor propuse pentru a explica modelul observat de extincţie se bazează pe o schimbare rapidă a mediului, astfel încât constrângerile stricte în sincronizare servesc, de asemenea, ca teste a acestor idei", spune Knoll. [Această nouă cronologie] ne aduce mai aproape de soluţia unei probleme majore pusă de înregistrările geologice".

Pentru a confirma dacă Siberian Traps sunt într-adevăr arma fumegândă a extincţiei,  Burgess şi Bowring intenţionează să stabilească o cronologie la fel de precisă pentru erupţiile Siberian Traps şi o vor compara cu noua cronologie a extincţiei pentru a vedea unde se suprapun cele două evenimente. Cercetătorii vor investiga şi alte zone din China pentru a vedea dacă durata extincţiei poate fi determinată chiar şi mai precis.

"Ne-am rafinat abordarea şi acum avem o şi mai mare acurateţe şi precizie", spune Bowring. "Puteţi să v-o imaginaţi ca apropiindu-se încet, în spirală, de adevăr".



Traducere de Marian Stănică după an-extinction-in-the-blink-of-an-eye.