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Megaerupciones vinculadas a la mayoría de las extinciones masivas en los últimos 500 millones de años

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Las extinciones masivas ensucian la historia de la vida en la Tierracon alrededor de una docena conocida además de los cinco más grandes, el último de los cuales, al final del Período Cretácico hace 66 millones de años, acabó con los dinosaurios y el 70% de toda la vida en la Tierra.

flood lava eruption750 Megaerupciones vinculadas a la mayoría de las extinciones masivas en los últimos 500 millones de años

Lava brotando sobre la fisura volcánica de la erupción de lava de la inundación de Holuhraun en Islandia en septiembre de 2014, un análogo a pequeña escala de las erupciones en Deccan Traps, hace 66 millones de años. Crédito de la imagen: Michelle Parks, Universidad de Islandia

Un nuevo estudio, dirigido por científicos del Dartmouth College en New Hampshire, concluye que la mayoría de estas extinciones masivas tenían una cosa en común: ocurrieron después de megaerupciones que arrojaron lava volcánica y gases tóxicos durante cientos de miles de años, y algunas durante hasta un millón de años.

El análisis que vincula las extinciones masivas a lo largo de la historia de la Tierra con grandes erupciones, caracterizadas por el derrame de lava y gas de tal vez docenas de volcanes y respiraderos de fisuras largas, confirma lo que muchos geólogos han sospechado durante años.

La extinción masiva más conocida, conocida como la extinción del Cretácico-Paleógeno (K-Pg), se relacionó con el impacto de un cometa o asteroide en el Caribe, pero los geólogos descubrieron que el impacto fue precedido por un largo período de erupciones en India que dejaron basaltos de inundación conocidos hoy como las trampas de Deccan. Grandes cantidades de dióxido de azufre emitidas durante la erupción a largo plazo habrían enfriado el planeta y causado la muerte masiva que se ve en el registro fósil.

«Desde hace algún tiempo me ha resultado obvio que existe esta correlación entre las extinciones masivas y los episodios de inundación de basalto», dijo el coautor del estudio. Pablo Renneprofesor residente de ciencias terrestres y planetarias en la Universidad de California, Berkeley, y director de la Centro de Geocronología de Berkeley. “Pero nadie lo ha abordado de la forma en que se hace en este trabajo, que es observar las tasas reales a las que ocurrieron las erupciones, lo que presumiblemente está relacionado con la tasa a la que se inyectan gases que modifican el clima en la atmósfera. Y a partir del análisis, parece que las tasas realmente importan, especialmente para las realmente grandes”.

De hecho, dijo, parece haber un umbral «más allá del cual tendrá una extinción masiva y por debajo del cual podría tener algunas perturbaciones climáticas menores, pero no algo que extinga la mitad de toda la vida en el planeta».

Una implicación del estudio es que la extinción de K-Pg fue predestinada por las erupciones de Deccan Traps. El impacto del bólido fue simplemente el golpe de gracia.

“Nuestros resultados indican que, con toda probabilidad, habría habido una extinción masiva en el límite Cretácico-Paleógeno de alguna magnitud significativa, independientemente de si hubo un impacto o no, lo que ahora se puede demostrar más cuantitativamente”, dijo Renne. “El hecho de que hubo un impacto sin duda empeoró las cosas”.

El impacto de las erupciones repetidas durante milenios

El nuevo estudio, que se publicará esta semana en la revista procedimientos de la Academia Nacional de Ciencias, muestra que cuatro de las cinco extinciones masivas más grandes en los últimos 540 millones de años, el llamado Eón Fanerozoico, y un puñado de otras extinciones masivas más pequeñas, pero aún en todo el planeta, se correlacionan con los principales eventos de lava que produjeron grandes provincias ígneas. Los impactos de meteoritos conocidos no se correlacionan con la línea de tiempo de las extinciones masivas.

En el estudio, una provincia ígnea “grande” es aquella que contiene al menos 100.000 kilómetros cúbicos de magma. Por contexto, la erupción de 1980 del Monte St. Helens en Washington involucró menos de 1 kilómetro cúbico de magma. Los investigadores dijeron que la mayoría de los volcanes representados en el estudio hicieron erupción alrededor de un millón de veces más lava que el Monte St. Helens. Las trampas de Deccan, por ejemplo (trampas es una palabra sueca para pasos, debido a la estructura escalonada de los flujos de lava superpuestos), entraron en erupción durante un período de 1 millón de años y arrojaron flujos de lava a distancias de al menos 500 kilómetros, en algunos lugares. casi 2 kilómetros de espesor.

«Las grandes áreas escalonadas de roca ígnea de estas grandes erupciones volcánicas parecen alinearse en el tiempo con extinciones masivas y otros eventos climáticos y ambientales significativos», dijo el autor principal del estudio, Theodore Green, estudiante universitario de Dartmouth College que realizó la investigación como parte del programa Senior Fellowship. Ahora es un estudiante de posgrado en la Universidad de Princeton.

Los investigadores compararon las mejores estimaciones disponibles de erupciones de basalto de inundación con períodos de extinción drástica de especies en el registro geológico. Para demostrar que la correlación era más que una casualidad, examinaron si las erupciones se alinearían igual de bien con un patrón generado aleatoriamente y repitieron el ejercicio con 100 millones de patrones de este tipo. Determinaron que la posibilidad de que la correlación entre erupciones y extinciones fuera simplemente aleatoria era de una en 100.

«Si bien es difícil determinar si un estallido volcánico en particular causó una extinción masiva en particular, nuestros resultados hacen que sea difícil ignorar el papel del vulcanismo en la extinción», dijo. Brenhin Keller, profesor asistente de ciencias de la tierra en Dartmouth y autor principal del artículo. Keller fue becario postdoctoral en Renne entre 2016 y 2019.

Las erupciones de inundación de basalto no son comunes en el registro geológico, dijo Green. El último de escala comparable, pero significativamente menor, ocurrió hace unos 16 millones de años en el noroeste del Pacífico, produciendo lo que se conoce como la provincia de basalto del río Columbia. Según Renne, las erupciones van acompañadas de emisiones masivas de dióxido de carbono, que calienta la atmósfera, así como de dióxido de azufre, que enfría la atmósfera. La evidencia reciente indica que el enfriamiento que conduce a una extinción masiva a menudo es precedido por el calentamiento porque el CO2 se emite primero debido a su menor solubilidad en el magma que en el azufre.

Renne señaló que las fechas mejoradas para los eventos de inundación de basalto fueron clave para proporcionar mejores estimaciones de la tasa de erupciones, lo que permitió el estudio.

“El punto clave es que nuestra capacidad para sacar este tipo de conclusiones cuantitativas se ha visto limitada por la disponibilidad de datos geocronológicos de alta precisión”, dijo Renne. “Entonces, este es un ejemplo de la importancia de la geocronología”.

Fuente: UC Berkeley






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