Microorganismos podrían explicar la lenta recuperación de la vida tras la extinción masiva
Al final del período Pérmico hace 252 millones de años la Tierra fue devastada por una extinción masiva que exterminó a más del 90% de las especies del planeta. En comparación con otras extinciones masivas, la recuperación de la "Gran Mortandad" fue lenta: el planeta tardó al menos 10 millones de años en repoblarse y restaurar su diversidad.
Ahora, los científicos podrían haber descubierto qué retrasó la recuperación de la Tierra. Un grupo de diminutos organismos marinos llamados radiolarios desaparecieron tras la extinción. Su ausencia alteró radicalmente la geoquímica marina, permitiendo un tipo de formación de arcilla que liberaba dióxido de carbono. Esta liberación de dióxido de carbono habría mantenido la atmósfera cálida y los océanos ácidos, lo que ralentizaría el repunte de la vida, explicaron los científicos en un artículo
Estas fueron condiciones extremas que no se habían visto en la Tierra durante cientos de millones de años, antes del advenimiento de la vida generalizada, dijo el coautor del estudio Clément Bataille, ahora profesor de ciencias ambientales y de la Tierra en la Universidad de Ottawa en Canadá.
"Simplemente muestra cuánto no sabemos sobre estos ciclos biogeoquímicos y cómo un pequeño cambio realmente puede desequilibrar muy rápidamente el sistema", dijo Bataille.
Una Tierra hostil
Bataille trabajó en la investigación como becario postdoctoral en el laboratorio de Xiao-Ming Liu, geoquímico de la Universidad de Carolina del Norte en Chapel Hill. Los investigadores estaban tratando de comprender los cambios en el clima de la Tierra al final del Pérmico (hace 298,9 millones a 251,9 millones de años) y el comienzo del Triásico (hace 251,9 millones a 201,3 millones de años).
En ese momento, todos los continentes estaban unidos en una masiva masa de tierra llamada Pangea, y un gran bloque de volcanes conocidos como las escaleras siberianas estaban expulsando gases de efecto invernadero que calientan el planeta, probablemente contribuyendo al evento de extinción que resultó en la muerte de casi todo.
Imagen: Mapas paleogeográficos de las áreas de estudio.
El equipo quería estudiar un proceso llamado meteorización química, cuando las rocas en la tierra se descomponen y liberan calcio, que se erosiona en los océanos. Allí, el calcio se combina con el dióxido de carbono (CO2) para formar rocas carbonatadas. Cuanto más cálido es el clima, más rápido ocurre la meteorización, porque las reacciones químicas ocurren más rápido en temperaturas más cálidas y más agua fluyendo significa más erosión.
Esto crea un circuito de retroalimentación que mantiene las temperaturas globales bajo control, dijo Bataille: cuando hace más calor y la meteorización es más rápida, fluye hacia el mar más CO2 y queda atrapado en las rocas del océano, lo que ayuda a enfriar el clima. Cuando el clima se enfría, la meteorización se ralentiza y se retiene menos CO2 en las rocas del océano, lo que evita que las cosas se enfríen demasiado.
Pero hay otro proceso que puede ocurrir en el océano, llamado meteorización inversa. Esto sucede cuando es abundante el mineral sílice y forma nuevas arcillas en el fondo del océano. Durante la meteorización inversa, estas arcillas liberan más CO2 del que pueden capturar las rocas carbonatadas.
La sílice no abunda en los océanos de hoy porque los diminutos organismos planctónicos lo arrebatan para hacer sus caparazones, por lo que la meteorización inversa no ocurre mucho. De manera similar, en el Pérmico, pequeños organismos llamados radiolarios absorbieron casi toda la sílice, manteniendo así al mínimo la meteorización inversa.
Un cambio repentino
Todo eso puede haber cambiado, sin embargo, al final del Pérmico y el comienzo del Triásico. En este punto, desaparecieron rocas ricas en sílice hechas de innumerables caparazones de radiolarios, lo que indica que los radiolarios pueden haberse extinguido. Al mismo tiempo, se descontroló el equilibrio de ciertas variantes de moléculas en las rocas del océano, encontraron Bataille, Liu y sus colegas.
Los investigadores estaban estudiando proporciones de isótopos de litio. Los isótopos son versiones de un elemento con pesos atómicos ligeramente diferentes a la norma porque tienen diferente número de neutrones en sus núcleos. Debido a sus diferentes pesos, varios isótopos de litio se incorporan en diferentes proporciones cuando se forman nuevas arcillas, lo que sucede en la meteorización inversa.
Imagen: Reconstrucción conceptual del balance de isótopos marinos de Litio durante cinco períodos de tiempo críticos cuando ocurrieron grandes fluctuaciones de δ7Li.
Los investigadores encontraron que en el Triásico algunos isótopos de litio prácticamente desaparecieron del océano justo antes de la Gran Mortandad y no se recuperaron durante unos 5 millones de años. Esto pinta una imagen de un mundo donde la pérdida de radiolarios condujo a un océano repleto de sílice, lo que permitió que ocurriera la meteorización inversa, dijo Bataille.
El CO2 liberado por la meteorización inversa podría haber superado la meteorización química que atrapa el CO2 que estaba ocurriendo en ese momento y, a su vez, mantuvo el clima extravaporoso. En tales condiciones, la vida habría luchado para continuar.
Esta es la primera evidencia directa de que la meteorización inversa estaba ocurriendo en este momento, dijo Hana Jurikova, biogeoquímica marina de la Universidad de St. Andrews en Escocia. Jurikova no participó en la investigación, pero escribió un editorial en la revista Nature Geoscience que acompaña al artículo.
"Obviamente, hay mucho más trabajo por hacer", dijo Jurikova, "pero es una teoría elegante".
Entre las preguntas que aún no se han respondido está, ¿Qué mató a los radiolarios? La evidencia muestra que la meteorización inversa comenzó unos pocos millones de años antes de la extinción masiva, dijo Jurikova, lo que sugiere que tal vez estos microorganismos ya estaban luchando antes de que las escaleras siberianas hicieran lo peor. Quizás las condiciones se estaban volviendo desafiantes para la vida incluso antes de las erupciones volcánicas que extinguieron la vida.
"Tradicionalmente, hemos estado muy entusiasmados con la extinción masiva y hemos tratado de acercarnos tanto como podemos", dijo Jurikova, "pero tal vez nos estamos dando cuenta de que tenemos que alejarnos".
La investigación fue publicada el 3 de octubre en la revista Nature Geoscience: Persistent late permian to early triassic warmth linked to enhanced reverse weathering
