Un team di ricercatori ha trovato le prime prove dirette che l’impatto dell’asteroide è coinciso con un forte calo dei livelli di pH degli oceani ed è stato fondamentale nel favorire l’estinzione di circa il 75% delle specie animali e vegetali sulla Terra, compresi interi gruppi come i dinosauri non aviani.

L’impatto di Chicxulub 66 milioni di anni fa ha generato un’onda simile allo tsunami in un mare interno che ha ucciso e seppellito pesci, mammiferi, insetti e un Triceratopo, le prime vittime di un cataclisma che ha portato all’ultima estinzione di massa della Terra. Credito d’immagine: Robert DePalma.

In un nuovo studio “Rapid ocean acidification and protracted Earth system recovery followed the end-Cretaceous Chicxulub impact” pubblicato il 21 ottobre 2019 sul journal PNAS, vengono mostrate le prime prove dirette che l’impatto dell’asteroide è coinciso con un forte calo dei livelli di pH degli oceani ed è stato fondamentale nel favorire l’estinzione di circa il 75% delle specie animali e vegetali sulla Terra, compresi interi gruppi come i dinosauri non aviani.

Scrivono i ricercatori: “Il dibattito permane su ciò che ha causato l’ultima estinzione di massa 66 milioni di anni fa, con le ipotesi più ampiamente sostenute, un intenso vulcanismo e un impatto extraterrestre. Tuttavia, senza prove empiriche degli esatti effetti ambientali di entrambi, è difficile discernere quale sia stato il più importante nel favorire l’estinzione. Non è anche chiaro perché il recupero della biodiversità e del ciclo del carbonio negli oceani sia stato così lento dopo un evento di estinzione apparentemente improvviso. In questo documento, mostriamo (usando gli isotopi di boro e la modellizzazione del sistema terrestre) che l’impatto ha causato una rapida acidificazione degli oceani e che il conseguente collasso ecologico negli oceani ha avuto effetti a lungo termine per il ciclo globale del carbonio e il clima. I nostri dati suggeriscono che l’impatto, non il vulcanismo, è stato la chiave per favorire l’estinzione di massa del Cretaceo.”

Acidificazione degli oceani

I resti fossili di piccole alghe calcaree non solo forniscono informazioni sulla fine dei dinosauri, ma mostrano anche come gli oceani si siano ripresi dopo il fatale impatto degli asteroidi. Gli esperti concordano sul fatto che una collisione con un asteroide abbia causato un’estinzione di massa sul nostro pianeta, ma c’erano ipotesi che gli ecosistemi fossero già sotto pressione a causa dell’aumento del vulcanismo.

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Afferma Michael Henehan del Centro di ricerca tedesco GFZ per le geoscienze e autore dello studio: “I nostri dati parlano di un graduale deterioramento delle condizioni ambientali 66 milioni di anni fa.”

Una specie di foraminifera chiamata Heterohelix globulosa che è stata raccolta e isolata dall’argilla cretacea a Geulhemmerberg nei Paesi Bassi. Ogni fossile misura tra 150 e 212 micron. Credito d’immagine: Yale University.

I ricercatori hanno studiato gli isotopi dell’elemento boro nei gusci calcarei del plancton (foraminifera). Secondo i risultati, c’è stato un impatto improvviso che ha portato alla massiccia acidificazione degli oceani. Per gli oceani ci sono voluti milioni di anni per riprendersi dall’acidificazione.

Afferma Henehan: “Prima dell’impatto, non siamo riusciti a rilevare una crescente acidificazione degli oceani.”

L’estinzione di massa al confine tra Cretaceo e Paleogene

Il “cratere Chicxulub” nel Golfo del Messico e minuscole quantità di iridio nei sedimenti sono le tracce lasciate dall’impatto di un corpo celeste. All’epoca dell’impatto si estinsero fino al 75% di tutte le specie animali. L’impatto segna il confine di due epoche geologiche: il Cretaceo e il Paleogene (precedentemente noto come confine Cretaceo-Terziario).

Affermano i ricercatori: “L’estinzione di massa al confine tra Cretaceo e Paleogene (K-Pg) coincide con l’impatto del bolide Chicxulub e rientra anche nel più ampio periodo di tempo della collocazione dei Trappi del Deccan. Criticamente, tuttavia, mancano prove empiriche su come uno di questi fattori potrebbe aver guidato i modelli di estinzione osservati e le perturbazioni del ciclo del carbonio.”

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La ricerca

Henehan e il suo team dell’Università di Yale hanno ricostruito le condizioni ambientali negli oceani usando fossili provenienti da carotaggi di acque profonde e da rocce che si sono formate in quel periodo.

In base a ciò, dopo l’impatto, gli oceani sono diventati così acidi che gli organismi non potevano costruirsi i gusci di carbonato di calcio essenziali per la loro sopravvivenza.

Per questo motivo, man mano che le forme di vita negli strati superiori degli oceani si estinguevano, l’assorbimento di carbonio da parte degli organismi fotosintesi negli oceani si riduceva della metà. Questo stato è durato diverse decine di migliaia di anni prima che le alghe calcaree si diffondessero di nuovo. Tuttavia, ci sono voluti diversi milioni di anni prima che la fauna e la flora si fossero riprese e il ciclo del carbonio avesse raggiunto un nuovo equilibrio.

I dati

I ricercatori hanno trovato i dati decisivi durante un’escursione nei Paesi Bassi, dove uno strato particolarmente spesso di roccia del confine cretaceo-paleoogene è conservato in una grotta.

Afferma Henehan: “In questa grotta, è presente uno strato particolarmente spesso di argilla formatosi dalle conseguenze immediate dell’impatto, il che è davvero piuttosto raro”.

I sedimenti si accumulano così lentamente che un evento così rapido come un impatto con un asteroide è difficile da rinvenire negli strati rocciosi

Dichiara Henehan: “Poiché così tanti sedimenti sono stati depositati contemporaneamente, ciò significava che potevamo estrarre abbastanza fossili da analizzare e siamo stati in grado di analizzare la transizione.”

Conclusione

Lo studio dimostra che non vi è alcun segnale reale di un graduale declino del pH nell’oceano (causato dall’attività vulcanica) in vista dell’estinzione di massa alla fine del Cretaceo.

Ha affermato il dott. Henehan: “I nostri risultati non supportano alcun ruolo importante per l’attività vulcanica nell’innescare l’estinzione.”

Journal reference:

Michael J. Henehan, Andy Ridgwell, Ellen Thomas, Shuang Zhang, Laia Alegret, Daniela N. Schmidt, James W. B. Rae, James D. Witts, Neil H. Landman, Sarah E. Greene, Brian T. Huber, James R. Super, Noah J. Planavsky, Pincelli M. Hull. Rapid ocean acidification and protracted Earth system recovery followed the end-Cretaceous Chicxulub impactProceedings of the National Academy of Sciences, 2019; 201905989 DOI: 10.1073/pnas.1905989116

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