Las extinciones han desempeñado un papel importante en la historia de la vida al despejar nichos y fomentar las radiaciones adaptativas. Grandes extinciones en masa que involucraron del 70% a más del 90% de las especies existentes ocurrieron al menos cinco veces durante los últimos 540 millones de años. El descubrimiento de Álvarez et al. (1) que la extinción en masa de finales del Cretácico (65 millones de años) coincidió con la evidencia del impacto de un asteroide o cometa 1 10 km de diámetro concentraron el interés en las causas de las otras extinciones en masa. Se esperaba que se encontraran pruebas de un impacto similar en otros eventos de extinción masiva. Sin embargo, esa evidencia ha tardado en llegar (2). Al mismo tiempo, se sugirieron erupciones de basalto de inundación continental masiva episódica como otra posible causa de extinciones masivas (3, 4). Esta conexión se ilustra en un estudio de Whiteside et al. (5) que proporciona evidencia de que la erupción de los basaltos de la provincia magmática del Atlántico Central (CAMP), con un volumen conservado superior a 1 × 106 km3 y que cubre más de 7 × 106 km2, coincidió con el evento de extinción del Triásico final (ETE) (201,4 Ma) en tierra y en los océanos.
El informe de Whiteside et al. (5) presenta los resultados de isótopos de carbono obtenidos de n-alcanos de cera de hoja, madera y carbono orgánico total de dos secciones no marinas de las Cuencas de Newark y Hartford en el este de los Estados Unidos, que incluyen los basaltos de CAMP y que están estrechamente restringidos por reversiones magnéticas, ciclos orbitales y estudios de polen. La correlación utiliza los niveles del ETE y la excursión coincidente de isótopos de carbono y el límite Hettangiano-sinemúrico 1,8 millones de años más tarde, lo que incluye el episodio del CAMPAMENTO. Las secciones se calibran con una precisión alta (20 ky). Estos datos coinciden con los datos de isótopos de carbono forzados orbitales de la sección marina de St Audrie’s Bay, Reino Unido, que muestran que el desplazamiento inicial negativo de isótopos de carbono y el horizonte de extinción son sincrónicos en secciones marinas y no marinas. Los basaltos de CAMPAMENTO más antiguos en las cuencas de Newark y Hartford son ligeramente posteriores al horizonte de extinción (en ∼20 ky), pero en secciones marroquíes similares los basaltos pueden ser simultáneos con el horizonte de extinción (6, 7).
A medida que se dispone de edades radiométricas precisas, se ha determinado que los episodios de basalto de inundación son breves y graves (con una producción máxima de más de 1 millón de kilómetros cúbicos en menos de 1 millón de años, en la mayoría de los casos) (4). Otras dos extinciones masivas importantes se han correlacionado con episodios de basalto de inundación: el evento de fin del Cretácico (65 millones de años) con los basaltos del Decán de la India y el evento de fin del Pérmico (251 millones de años) con los basaltos siberianos. Sin embargo, ahora se sabe que las erupciones del Decán comenzaron antes del evento de extinción masiva/impacto del Cretácico final, y los flujos siberianos todavía están aproximadamente correlacionados con la muerte del Pérmico final (4).
Los episodios de inundación con basalto pueden ser las principales causas de cambio climático y biológico.
Las extinciones menores y los eventos paleoclimáticos se correlacionan con los basaltos del Atlántico Norte de 55 Millones de años (con el Máximo Térmico Paleoceno-Eoceno o PETM) y los basaltos Karoo de 183 millones de años (con un calentamiento y evento de extinción del Jurásico Temprano). Para determinar una relación de causa y efecto, lo que necesitamos ahora son estudios estratigráficos estrechamente restringidos similares a los de Whiteside et al. (5) vincular los flujos de lava con los registros de extinciones y otras perturbaciones ambientales en secciones marinas y no marinas.
Causas de Extinción
¿Cuál es el mecanismo que causa la extinción? Se ha sugerido el enfriamiento climático de los aerosoles volcánicos en la atmósfera superior, al igual que el calentamiento resultante de las emisiones de dióxido de carbono magmático. Sin embargo, las emisiones magmáticas de dióxido de carbono del CAMPAMENTO probablemente fueron demasiado pequeñas para haber afectado al clima en gran medida, y el enfriamiento a largo plazo de los aerosoles es muy incierto (8). Las excursiones isotópicas δ13C negativas iniciales en las secciones de Newark, Hartford y St Audrie’s Bay sugieren una entrada masiva de metano agotado con 13C coincidente con el inicio del CAMP, y la duración de la excursión isotópica de carbono inicial se estima en solo 20-40 ky. Un súper invernadero de dióxido de carbono está respaldado por estudios paleobotánicos (10) y evidencia de una crisis entre organismos calcáreos en los océanos (11).
La fuente más probable de gases de efecto invernadero puede ser la liberación rápida de reacciones entre intrusiones ígneas que acompañan los flujos y los sedimentos circundantes. Por ejemplo, Svensen et al. (12) propusieron que el PETM y la excursión de isótopos de carbono negativos asociados eran el resultado de la liberación explosiva de metano agotado con 13C por la intrusión de complejos basálticos simultáneos en sedimentos ricos en sustancias orgánicas. Otro apoyo a esta idea proviene de la presencia de rocas ígneas inusuales producidas por el derretimiento de sedimentos en contacto con las intrusiones del Atlántico Norte (13). Más recientemente, se ha sugerido un modelo similar para la liberación de gases de efecto invernadero de la erupción de los basaltos Siberiano y Karoo, donde las intrusiones se acompañan de tuberías de roca altamente fracturada que indican la liberación explosiva de gases termogénicos de los sedimentos invadidos (14, 15).
Catástrofes
Cualquiera que sea la causa última de las extinciones y perturbaciones climáticas, los resultados de Whiteside et al. (5) proporcionar un vínculo convincente entre el ETE y los basaltos DEL CAMPAMENTO. El reconocimiento de que los eventos catastróficos, como los grandes impactos o los episodios de basalto de inundación, pueden ser las principales causas de los cambios climáticos y biológicos representa un cambio radical en las ciencias geológicas. Se dice que James Hutton (1726-1797) descubrió el tiempo profundo, la longitud casi inimaginable del tiempo geológico, y Charles Lyell (1797-1875) interpretó el tiempo profundo como una adaptación a la idea de que los procesos geológicos lentos y constantes que funcionan directamente a lo largo de las largas edades podrían explicar grandes cambios geológicos y biológicos. Por el contrario, los eventos naturales de varios tipos en el mundo real tienden a seguir una relación de ley de potencia inversa entre la frecuencia F y la magnitud M de modo que F = 1/MD, donde D es positivo (véase, por ejemplo, refs. 16, 17). Por lo tanto, los eventos de pequeña magnitud (por ejemplo, terremotos, erupciones volcánicas, impactos) tienden a ocurrir con mucha más frecuencia que los eventos de gran magnitud potencialmente catastróficos. Las razones son variables, pero en general, existe una relación probabilística entre la magnitud y la frecuencia de los eventos.
Por lo tanto, la noción de tiempo profundo debe tener en cuenta el hecho de que los eventos de mayor magnitud deben ocurrir con muy poca frecuencia; de hecho, pueden transcurrir decenas a cientos de millones de años entre los eventos más grandes. El significado del tiempo profundo es que, a pesar de que esperamos eventos extremadamente grandes con muy poca frecuencia, la larga escala de tiempo geológico prácticamente garantiza que ocurran catástrofes potenciales, como impactos de cuerpos grandes y vulcanismo basáltico de inundación, de vez en cuando (quizás muy «a menudo» en comparación con la longitud del tiempo geológico), y los resultados de estos eventos muy energéticos deberían ser un aspecto importante de los registros geológicos y biológicos.
Notas a pie de página
- 1 Correo electrónico: mrr1{at}nyu.edu.
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Contribuciones del autor: M. R. R. escribió el artículo.
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El autor declara no tener conflicto de intereses.
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Consulte el artículo complementario en la página 6721.