Misterio resuelto: acidez del océano en la última extinción masiva

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impacto asteroide del Cretácico

Los fósiles de foraminíferos dan pistas de la acidificación

Un nuevo estudio dirigido por la Universidad de Yale confirma una teoría de larga data sobre el último gran evento de extinción masiva en la historia y cómo afectó a los océanos de la Tierra. Los hallazgos también pueden responder preguntas sobre cómo se recuperó la vida marina.

Los investigadores dicen que es la primera evidencia directa de que el evento de extinción Cretáceo-Paleógeno hace 66 millones de años coincidió con una fuerte caída en los niveles de pH de los océanos, lo que indica un aumento en la acidez del océano.

La extinción del Cretáceo-Paleógeno, también conocida como el evento de extinción en masa K-Pg, ocurrió cuando un meteorito se estrelló contra la Tierra al final del período Cretácico. El impacto y sus efectos secundarios mataron aproximadamente al 75% de las especies animales y vegetales del planeta, incluidos grupos enteros como los dinosaurios no aviarios y las amonitas.

"Durante años, la gente sugirió que habría habido una disminución en el pH del océano porque el impacto del meteorito golpeó rocas ricas en azufre y provocó la lluvia de ácido sulfúrico, pero hasta ahora nadie tenía evidencia directa de que esto sucediera", dijo autor principal Michael Henehan, un ex científico de Yale que ahora se encuentra en el Centro de Investigación de Geociencias de GFZ en Potsdam, Alemania.

Resulta que todo lo que tenían que hacer era mirar a los foraminíferos.

conchas de foraminíferos

Los foraminíferos son pequeños plancton que desarrollan una capa de calcita y tienen un registro fósil increíblemente completo que se remonta a cientos de millones de años. El análisis de la composición química de los fósiles de foraminíferos de antes, durante y después del evento K-Pg produjo una gran cantidad de datos sobre los cambios en el medio marino a lo largo del tiempo. Específicamente, las mediciones de isótopos de boro en estos depósitos permitieron a los científicos de Yale detectar cambios en la acidez del océano.

Investigaciones previas del K-Pg habían demostrado que algunos calcificadores marinos, especies animales que desarrollan conchas y esqueletos a partir del carbonato de calcio, fueron eliminados desproporcionadamente en la extinción masiva. El nuevo estudio sugiere que una mayor acidez oceánica (pH más bajo) puede haber evitado que estos calcificadores creasen sus conchas. Esto fue importante, señalan los investigadores, porque estos calcificadores constituyeron una parte importante del primer peldaño en la cadena alimenticia del océano, sosteniendo al resto del ecosistema.

"La acidificación del océano que observamos podría haber sido fácilmente el desencadenante de la extinción masiva en el reino marino", dijo el autor principal Pincelli Hull, profesor asistente de geología y geofísica en Yale.

Mientras tanto, el análisis de isótopos de boro del equipo y las técnicas de modelado pueden haber reconciliado algunas teorías competitivas y hechos desconcertantes relacionados con la vida oceánica después del evento K-Pg.

límite K-Pg

Imagen: Este es el límite, visible en la roca de las cuevas Geulhemmerberg, que marca la transición del período Cretácico al Paleógeno.

¿Por qué, por ejemplo, las firmas de isótopos de carbono (analizadas a partir de muestras de núcleos de aguas profundas) inmediatamente después del impacto del asteroide K-Pg son idénticas en el material fósil del fondo marino y las aguas superficiales, cuando el ciclo normal del carbono en los océanos debería conducir a diferentes firmas?

Una teoría, la teoría del "Strangelove Ocean (Océano extraño)", argumentaba que durante un tiempo después de K-Pg, el océano estaba esencialmente muerto y el ciclo normal del carbono simplemente se detuvo. El problema con el "Strangelove Ocean", según algunos investigadores, es que muchos organismos en el fondo del mar que dependen del hundimiento de alimentos de la superficie del océano continuaron ilesos a través del evento K-Pg, una ocurrencia poco probable en un océano muerto.

Otra teoría popular, llamada "Living Ocean (Océano Vivo)", sugirió que el K-Pg eliminó especies de plancton más grandes, interrumpiendo el ciclo del carbono al dificultar que la materia orgánica se hunda en las profundidades del mar, pero permitió que sobreviviera algo de vida marina.

asteroide y foraminíferosEl nuevo estudio separa la diferencia. Dice que los océanos tuvieron una importante pérdida inicial de productividad de las especies, hasta en un 50%, seguida por un período de transición en el que la vida marina comenzó a recuperarse.

"En cierto modo, reconciliamos ambos escenarios de 'Strangelove' y 'Living Ocean'", dijo Henehan. "Ambos tenían razón en parte; simplemente ocurrieron en secuencia".

El nuevo estudio también puede haber resuelto una pregunta sobre los niveles de pH del océano que conducen al K-Pg. Algunos investigadores han teorizado que las erupciones volcánicas, que comenzaron cientos de miles de años antes el K-Pg, hicieron progresivamente a la Tierra más propensa a un evento de extinción masiva. Esto debería reflejarse en una disminución constante en los niveles de pH del océano hasta la extinción.

"Lo que podemos mostrar es que no hay una señal real de disminución gradual del pH en el océano en el período previo al K-Pg", dijo Henehan. "Nuestros resultados no respaldan ningún papel importante para la actividad volcánica en la preparación del mundo para la extinción".

Una consecuencia del estudio puede ser su capacidad para ayudar a comprender la atmósfera y el clima tempranos de la Tierra. Los isótopos de boro de foraminíferos en este estudio son un excelente proxy para estimar los niveles de dióxido de carbono en el pasado geológico, dijeron los autores.

El estudio aparece en la edición en línea de la revista Proceedings of the National Academy of Sciences: Rapid ocean acidification and protracted Earth system recovery followed the end-Cretaceous Chicxulub impact

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