La più grave estinzione di massa nella storia della Terra si è verificato con quasi nessun segnale di allarme precoce, secondo un nuovo studio condotto da scienziati del MIT, Cina, e altrove.
L’estinzione di massa di fine Permiano, avvenuta 251,9 milioni di anni fa, uccise oltre il 96% delle specie marine del pianeta e il 70% della sua vita terrestre-un annientamento globale che segnò la fine del Periodo Permiano.,
Il nuovo studio, pubblicato oggi nel GSA Bulletin, riporta che nei circa 30.000 anni precedenti all’estinzione del Permiano, non ci sono prove geologiche di specie che iniziano a estinguersi. I ricercatori hanno anche trovato alcun segno di eventuali grandi oscillazioni della temperatura dell’oceano o flussi drammatici di anidride carbonica nell’atmosfera. Quando le specie oceaniche e terrestri si estinsero, lo fecero in massa, in un periodo geologicamente istantaneo.,
” Possiamo dire con certezza che non ci sono stati impulsi iniziali di estinzione in arrivo”, afferma il coautore dello studio Jahandar Ramezani, ricercatore del Dipartimento di Scienze della Terra, atmosferiche e planetarie del MIT. “Un vivace ecosistema marino stava continuando fino alla fine del Permiano, e poi bang — vita scompare. E il grande risultato di questo lavoro è che non vediamo segnali di allarme precoce dell’estinzione. Tutto è successo geologicamente molto velocemente.,”
I coautori di Ramezani includono Samuel Bowring, professore di geologia al MIT, insieme a scienziati dell’Accademia cinese delle Scienze, del Museo Nazionale di Storia Naturale e dell’Università di Calgary.
Trovare pezzi mancanti
Per oltre due decenni, gli scienziati hanno cercato di definire i tempi e la durata dell’estinzione di massa di fine Permiano per ottenere informazioni sulle sue possibili cause. La maggior parte dell’attenzione è stata dedicata a strati ben conservati di rocce ricche di fossili nella Cina orientale, in un luogo noto ai geologi come la sezione di Meishan., Gli scienziati hanno stabilito che questa sezione di rocce sedimentarie è stata depositata in un antico bacino oceanico, poco prima e poco dopo la fine-l’estinzione del Permiano. Come tale, la sezione Meishan è pensato per preservare i segni di come la vita della Terra e il clima cavata che porta all’evento calamitoso.
” Tuttavia, la sezione di Meishan è stata depositata in un ambiente di acque profonde ed è altamente condensata”, afferma Shuzhong Shen dell’Istituto di geologia e Paleontologia di Nanjing in Cina, che ha guidato lo studio. “Il disco rock potrebbe essere incompleto.,”L’intero intervallo di estinzione a Meishan comprende solo 30 centimetri di antichi strati sedimentari, e dice che è probabile che ci siano stati periodi in questo particolare ambiente oceanico in cui i sedimenti non si sono depositati, creando “lacune deposizionali” durante le quali qualsiasi prova di vita o condizioni ambientali potrebbe non essere stata registrata.,
Nel 1994, Shen portò Bowring, insieme al paleobiologo Doug Erwin, ora curatore di invertebrati paleozoici al Museo Nazionale di Storia Naturale e coautore del documento, alla ricerca di un record di estinzione più completo in Penglaitan, una sezione di roccia molto meno studiata nella provincia meridionale cinese del Guangxi. La sezione Penglaitan è ciò che i geologi considerano ” altamente ampliato.,”Rispetto ai 30 centimetri di sedimenti di Meishan, gli strati sedimentari di Penglaitan costituiscono 27 metri molto più espansi che sono stati depositati nello stesso periodo di tempo, poco prima che si verificasse l’evento principale di estinzione.
“Proviene da una parte diversa dell’antico bacino oceanico, che era più vicino al continente, dove potresti trovare barriere coralline e molta più sedimentazione e attività biologica”, dice Ramezani. “Quindi possiamo vedere molto di più, come in ciò che sta accadendo nell’ambiente e nella vita, in questo stesso periodo di tempo.,”
I ricercatori hanno accuratamente raccolto e analizzato campioni provenienti da più strati della sezione Penglaitan, compresi campioni provenienti da letti di cenere che sono stati depositati da attività vulcanica che si è verificato come vicino fondo marino è stato schiacciato lentamente sotto crosta continentale. Questi letti di cenere contengono zirconi-piccoli grani minerali che contengono uranio e piombo, i rapporti di cui i ricercatori possono misurare per determinare l ” età dello zircone, e il letto di cenere da cui è venuto.,
Ramezani e i suoi colleghi hanno usato questa tecnica di geocronologia, sviluppata in larga misura da Bowring, per determinare con alta precisione l’età di più strati di letto di cenere in tutta la sezione Penglaitan. Dalla loro analisi, sono stati in grado di determinare che l’estinzione di fine Permiano si è verificata improvvisamente, circa 252 milioni di anni fa, più o meno 31.000 anni.,
“A sudden punch”
Il team ha anche analizzato gli strati sedimentari per i fossili, così come gli isotopi di ossigeno e carbonio, che possono dire qualcosa sulla temperatura dell’oceano e sullo stato del suo ciclo del carbonio al momento in cui i sedimenti sono stati depositati. Dai reperti fossili, si aspettavano di vedere ondate di specie estinte in vista dell’orizzonte finale di estinzione. Allo stesso modo, hanno anticipato grandi cambiamenti nella temperatura e nella chimica degli oceani, che avrebbero segnalato il disastro imminente.,
“Pensavamo di vedere un graduale declino nella diversità delle forme di vita o, ad esempio, alcune specie che sono note per essere meno resistenti di altre, ci aspetteremmo che si estinguano presto, ma non lo vediamo”, dice Ramezani. “Le sparizioni sono molto casuali e non sono conformi a nessun tipo di processo fisiologico o effetto ambientale. Ciò ci fa credere che i cambiamenti che stiamo vedendo prima dell’orizzonte degli eventi non riflettano realmente l’estinzione.,”
Ad esempio, i ricercatori hanno trovato segni che la temperatura dell’oceano è salita da 30 a 35 gradi Celsius dalla base alla cima dell’intervallo di 27 metri-un periodo che comprende circa 30.000 anni prima del principale evento di estinzione. Questa oscillazione della temperatura, tuttavia, non è molto significativa rispetto a un riscaldamento molto più grande che ha avuto luogo dopo che la maggior parte delle specie si era già estinta.
“I grandi cambiamenti di temperatura arrivano subito dopo l’estinzione, quando l’oceano diventa davvero caldo e scomodo”, dice Ramezani. “Quindi possiamo escludere che la temperatura dell’oceano sia stata un driver dell’estinzione.,”
Quindi cosa potrebbe aver causato l’improvviso wipeout globale? L’ipotesi principale è che l’estinzione della fine del Permiano sia stata causata da massicce eruzioni vulcaniche che hanno vomitato più di 4 milioni di chilometri cubi di lava su quelle che ora sono conosciute come le trappole siberiane, in Siberia, Russia. Tali eruzioni immense e prolungate probabilmente rilasciarono enormi quantità di anidride solforosa e anidride carbonica nell’aria, riscaldando l’atmosfera e acidificando gli oceani.,
Un precedente lavoro di Bowring e del suo ex studente laureato Seth Burgess ha determinato che il tempo delle eruzioni delle trappole siberiane corrisponde al tempo dell’estinzione di fine Permiano. Ma secondo i nuovi dati del team dalla sezione Penglaitan, anche se l’aumento dell’attività vulcanica globale ha dominato gli ultimi 400.000 anni del Permiano, non sembra che ci siano stati drammatici decessi di specie marine o cambiamenti significativi nella temperatura oceanica e nel carbonio atmosferico nei 30.000 anni che hanno portato all’estinzione principale.,
“Possiamo dire che c’è stata una vasta attività vulcanica prima e dopo l’estinzione, che potrebbe aver causato qualche stress ambientale e instabilità ecologica. Ma il crollo ecologico globale è arrivato con un colpo improvviso, e non possiamo vedere la sua pistola fumante nei sedimenti che registrano l’estinzione”, dice Ramezani. “La chiave in questo documento è la brusca estinzione. Qualsiasi ipotesi che dice che l’estinzione è stata causata da un graduale cambiamento ambientale durante il tardo Permiano — tutti quei processi lenti, possiamo escludere., Sembra che arrivi un pugno improvviso, e stiamo ancora cercando di capire cosa significasse e cosa esattamente lo abbia causato.”
“Questo studio aggiunge molto alla crescente evidenza che i principali eventi di estinzione della Terra si verificano in tempi molto brevi, geologicamente parlando”, afferma Jonathan Payne, professore di scienze geologiche e biologia alla Stanford University, che non è stato coinvolto nella ricerca. “È anche possibile che l’impulso principale dell’estinzione del Permiano si sia verificato in pochi secoli., Se si scopre di riflettere un punto di svolta ambientale entro un intervallo più lungo di cambiamenti ambientali in corso, ciò dovrebbe renderci particolarmente preoccupati per i potenziali paralleli al cambiamento globale che si verificano nel mondo che ci circonda in questo momento.”
Questa ricerca è stata sostenuta, in parte, dall’Accademia cinese delle Scienze e dalla National Natural Science Foundation of China.
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