La tierra estaba estresada antes de la extinción de los dinosaurios

El estudio, dirigido por investigadores de la Universidad Northwestern, es el primero en medir la composición de isótopos de calcio de almejas fosilizadas y conchas de caracol, que se remontan al evento de extinción masiva del Cretáceo-Paleógeno. Los investigadores descubrieron que, en el período previo al evento de extinción, la química de los depósitos cambió en respuesta a una oleada de carbono en los océanos.

Esta entrada de carbono probablemente se debió a erupciones a largo plazo de las trampas Deccan, una provincia volcánica de 200,000 millas cuadradas ubicada en la India moderna. Durante los años previos al impacto del asteroide, las trampas Deccan arrojaron cantidades masivas de dióxido de carbono (CO₂) a la atmósfera. La concentración de CO₂ acidificó los océanos, afectando directamente a los organismos que viven allí.

"Nuestros datos sugieren que el entorno estaba cambiando antes del impacto del asteroide", dijo Benjamin Linzmeier, primer autor del estudio. "Esos cambios parecen correlacionarse con la erupción de las trampas Deccan".

"La Tierra estaba claramente bajo estrés antes del gran evento de extinción masiva", dijo Andrew D. Jacobson, autor principal del artículo. "El impacto del asteroide coincide con la inestabilidad preexistente del ciclo del carbono. Pero eso no significa que tengamos respuestas a lo que realmente causó la extinción".

El estudio se publicará en la edición de enero de 2020 de la revista. Geología, que sale a finales de este mes.

Jacobson es profesor de ciencias de la Tierra y planetarias en el Colegio de Artes y Ciencias Weinberg de Northwestern. Linzmeier era un investigador postdoctoral con el Programa Ubben para la Ciencia del Clima y el Carbono en el Instituto de Sostenibilidad y Energía de Northwestern cuando se realizó la investigación. Ahora es becario postdoctoral en la Universidad de Wisconsin-Madison en el Departamento de Geociencia.

'Cada caparazón es una instantánea'

Estudios anteriores han explorado los posibles efectos de las erupciones de las trampas Deccan en el evento de extinción masiva, pero muchos han examinado los sedimentos a granel y han utilizado diferentes trazadores químicos. Al centrarse en un organismo específico, los investigadores obtuvieron un registro más preciso y de mayor resolución de la química del océano.

"Los depósitos crecen rápidamente y cambian con la química del agua", dijo Linzmeier. "Debido a que viven por un período de tiempo tan corto, cada caparazón es una instantánea corta y preservada de la química del océano".

Las conchas marinas están compuestas principalmente de carbonato de calcio, el mismo mineral que se encuentra en la tiza, la piedra caliza y algunas tabletas de antiácidos. El dióxido de carbono en agua disuelve el carbonato de calcio. Durante la formación de las conchas, CO₂ probablemente afecta la composición del caparazón incluso sin disolverlos.

Para este estudio, los investigadores examinaron las conchas recolectadas de la Formación López de Bertodano, un área bien conservada y rica en fósiles en el lado oeste de la isla Seymour en la Antártida. Analizaron las composiciones de isótopos de calcio de las conchas utilizando una técnica de vanguardia desarrollada en el laboratorio de Jacobson en Northwestern. El método consiste en disolver muestras de concha para separar el calcio de varios otros elementos, seguido de un análisis con un espectrómetro de masas.

"Podemos medir las variaciones de isótopos de calcio con alta precisión", dijo Jacobson. "Y esas variaciones de isótopos son como huellas digitales para ayudarnos a comprender lo que sucedió".

Usando este método, el equipo encontró información sorprendente.

"Esperábamos ver algunos cambios en la composición de los depósitos, pero nos sorprendió lo rápido que ocurrieron los cambios", dijo Linzmeier. "También nos sorprendió que no viéramos más cambios asociados con el horizonte de extinción en sí".

Una advertencia futura

Los investigadores dijeron que entender cómo la Tierra respondió al calentamiento extremo pasado y al CO₂ El aporte puede ayudarnos a prepararnos para saber cómo responderá el planeta al cambio climático actual causado por el hombre.

"Hasta cierto punto, creemos que los antiguos eventos de acidificación de los océanos son buenos análogos de lo que está sucediendo ahora con el CO antropogénico₂ emisiones ", dijo Jacobson." Quizás podamos usar este trabajo como una herramienta para predecir mejor lo que podría suceder en el futuro. No podemos ignorar el disco de rock. El sistema de la Tierra es sensible a las grandes y rápidas adiciones de CO₂. Las emisiones actuales tendrán consecuencias ambientales ".

Brad Sageman y Matthew Hurtgen, ambos profesores de ciencias de la Tierra y planetarias en Northwestern, son coautores principales del artículo.

El estudio, "Evidencia de isótopos de calcio para la variabilidad ambiental antes y durante la extinción masiva del Cretáceo-Paleógeno", fue apoyado por el Programa Ubben para la Ciencia del Clima y el Carbono en la Universidad Northwestern, la Fundación David y Lucile Packard (número de premio 2007-31757) y National Science Foundation (números de premio EAR-0723151, ANT-1341729, ANT-0739541 y ANT-0739432.