estinzione

Intreccio tra la storia del vulcanismo e le estinzioni di massa

Raccoglie sempre più consenso scientifico il fatto che i gas – in particolare i gas di carbonio – rilasciati dalle eruzioni vulcaniche milioni di anni fa abbiano contribuito ad alcune delle maggiori estinzioni di massa sulla Terra. Ma una nuova ricerca presso il City College di New York suggerisce che questa non è l’intera storia. Continua a leggere →

La combustione del carbone potrebbe aver causato la peggiore estinzione di massa della Terra

Una nuova ricerca geologica dallo Utah suggerisce che l’estinzione del Permiano fu causata principalmente dalla combustione del carbone innescata dal magma
La Terra ha finora attraversato cinque eventi di estinzione di massa – gli scienziati temono che noi stiamo innescando il sesto – e il più mortale è accaduto 252 milioni di anni fa alla fine del periodo geologico del Permiano. In questo evento, chiamato “la grande moria”, oltre il 90% delle specie marine e il 70% delle specie di vertebrati terrestri si estinsero. Ci sono voluti circa 10 milioni di anni perché la vita sulla Terra si riprendesse da questo evento catastrofico.

Gli scienziati hanno proposto una serie di possibili colpevoli responsabili di questa estinzione di massa, tra cui l’impatto di un asteroide, avvelenamento da mercurio, un collasso dello strato di ozono e piogge acide. La forte attività vulcanica dell’epoca in Siberia è stata sospettata per svolgere un ruolo chiave nell’evento finale del Permiano.
Recentemente, il geologo Benjamin Burger ha identificato uno strato roccioso nello Utah che ritiene possa essersi formato durante il Permiano e il successivo periodo Triassico che potrebbe far luce sulla causa della grande moria.
Durante il Permiano, i continenti della Terra erano ancora uniti in un unico supercontinente, Pangea, e lo Utah moderno era sulla costa occidentale dei esso. Campioni della fine del Permiano sono stati raccolti dagli strati rocciosi in Asia, vicino alle eruzioni vulcaniche, ma lo Utah era dall’altra parte di Pangea. I campioni di Burger potrebbero quindi fornire una prospettiva unica di ciò che stava accadendo dall’altra parte del mondo rispetto alle eruzioni.
La Terra si è trasformata in un inferno tossico
I campioni di Burger hanno dipinto un’immagine truce dell’ambiente della Terra alla fine del periodo Permiano. Un forte calo dei livelli di carbonato di calcio indicava che gli oceani erano diventati acidi. Un simile declino del contenuto organico si è abbinato all’immensa perdita di vita negli oceani durante questo periodo. La presenza di pirite indicava un oceano anossico (senza ossigeno), il che significa che gli oceani erano diventati effettivamente una enorme zona morta.
I batteri si sono nutriti dell’eccesso di corpi morti, producendo gas di idrogeno solforato, creando un’atmosfera tossica. L’idrogeno solforato si è ossidato nell’atmosfera formando il biossido di zolfo, generando piogge acide, che hanno ucciso gran parte della vita vegetale sulla Terra. Elevati livelli di bario nei campioni erano stati probabilmente trasportati dalle profondità oceaniche con un massiccio rilascio di metano.
Il colpevole: carbone in combustione
I livelli dei vari metalli nei campioni di roccia erano fondamentali per identificare il colpevole di questo evento di estinzione di massa. Come nei campioni della fine del Permiano raccolti in altre parti del mondo, Burger non ha trovatodei metalli rari di solito associati agli impatti degli asteroidi. Ma semplicemente non c’è prova che un asteroide abbia colpito al momento giusto per causare la grande moria.
Tuttavia, Burger ha trovato alti livelli di mercurio e piombo nei suoi campioni, in coincidenza con la fine del periodo Permiano. Il mercurio è stato identificato anche in campioni del permiano provenienti da altri siti. Piombo e mercurio non sono associati alla cenere vulcanica, ma sono un sottoprodotto della combustione del carbone. Burger ha anche identificato un passaggio dal carbonio-13 più pesante al carbonio-12 più leggero; il secondo deriva dalla combustione di combustibili fossili.
Il Permiano era la fine del periodo Carbonifero. Furono creati molti grandi giacimenti di carbone nel Carbonifero, incluso nel territorio dell’attuale Asia. Ricerche precedenti hanno dimostrato che l’evento di estinzione di massa del Permiano non coincide con l’inizio delle eruzioni vulcaniche siberiane e dei flussi di lava, ma piuttosto 300.000 anni dopo. Fu allora che la lava cominciò a iniettarsi sotto forma di fogli di magma nel sottosuolo, dove i dati di Burger suggeriscono che potrebbe aver acceso i depositi di carbone.
L’accensione del carbone ha innescato la serie di eventi che hanno portato alla peggiore estinzione di massa sulla Terra. Le sue emissioni di zolfo hanno creato una pioggia acida che ha ucciso le foreste. Le sue emissioni di carbonio acidificarono gli oceani e riscaldarono il pianeta, uccidendo la maggior parte della vita marina. I cadaveri alimentarono i batteri che producevano gas di idrogeno solforato, che a sua volta uccise ancora più specie. Il riscaldamento degli oceani provocò una grande emissione di metano, che ha accelerato il riscaldamento globale ancora di più.
Come ha detto Burger, “le cose sono andate di male in peggio e ora possiamo iniziare a capire come mai la vita si sia quasi estinta. Riscaldamento globale, oceani acidi, anossia, per non parlare di un’atmosfera tossica. Siamo fortunati ad essere vivi!“
Somiglianze inquietanti con la situazione di oggi
Gli scienziati stanno osservando molti degli stessi segnali di cambiamenti climatici pericolosamente rapidi oggi. Nell’atmosfera c’è più carbonio-12 più leggero perché l’aumento dei livelli di carbonio nell’atmosfera è dovuto interamente agli esseri umani che bruciano combustibili fossili. Ci sono un numero crescente di zone morte negli oceani. La combustione del carbone sta’ causando piogge acide, sebbene in gran parte abbiamo risolto il problema con il Clean Air Acts, e negli Stati Uniti, un sistema di protezione dal biossido di zolfo implementato da un’amministrazione repubblicana.
Abbiamo avuto meno successo nell’affrontare l’inquinamento da biossido di carbonio, che continua a salire. Di conseguenza, gli oceani diventano sempre più acidi e le temperature diventano sempre più calde. Oggi gli scienziati si preoccupano anche di potenziali grandi rilasci di metano dal fondo oceanico e dall’Artico.
Queste sono alcune delle somiglianze tra i cambiamenti climatici che hanno quasi spazzato via la vita sulla Terra 252 milioni di anni fa e il cambiamento climatico di oggi. Entrambi sembrano essere stati in gran parte causati dalla combustione del carbone. Uno studio del 2011 ha rilevato che negli ultimi 500 anni le specie si sono estinte almeno altrettanto velocemente di quanto avevano fatto durante i cinque precedenti eventi di estinzione di massa. È abbastanza per farti pensare; forse il carbone non è poi così bello e pulito.

Un colpo doppio potrebbe aver aiutato a uccidere i dinosauri

Il dibattito continua: cosa ha ucciso i dinosauri?

Una nuova ricerca della University of Oregon ha identificato fluttuazioni legate alla gravità risalenti a 66 milioni di anni fa lungo profonde dorsali oceaniche che indicano un “colpo doppio”, il primo dalla grande meteora che ha colpito la penisola messicana dello Yucatan, probabilmente innescando il secondo, un’emissione a livello mondiale di magma vulcanico, che forse ha aiutato a sigillare il destino dei dinosauri.

“Abbiamo trovato le prove di un periodo sconosciuto di attività vulcanica di portata globale durante l’evento di estinzione di massa“, ha detto l’ex studente di dottorato dell’UO Joseph Byrnes.

Lo studio di Byrnes e Leif Karlstrom, professore nel Dipartimento di Scienze della Terra dell’UO, è stato pubblicato il 7 febbraio su Science Advances. Descrive dettagliatamente dati inerenti episodi di vulcanismo conservati lungo le dorsali medio oceaniche, che segnano i confini delle placche tettoniche. I dati provengono da cambiamenti nella forza di gravità nel fondo marino.

I risultati dello studio, supportato dalla National Science Foundation dell’UO, dice Karlstrom, hanno indicato un impulso di accelerazione dell’attività vulcanica mondiale che include eruzioni potenziate nei Trappi del Deccan dell’India dopo l’impatto di Chicxulub. I Trappi del Deccan, nell’India centro-occidentale, si sono formati durante un periodo di massicce eruzioni che hanno riversato strati di roccia fusa profonda migliaia di metri, creando uno dei più grandi tratti vulcanici della Terra.

La regione dei Trappi del Deccan è entrata e uscita dal dibattito sui dinosauri. Rari eventi vulcanici di tale scala sono noti per causare anomalie catastrofiche al clima terrestre e, quando si verificano, sono spesso legati alle estinzioni di massa. Enormi eventi vulcanici possono espellere così tanta cenere e gas nell’atmosfera che poche piante sopravvivono, interrompendo la catena alimentare e causando l’estinzione degli animali.

Poiché le prove della caduta di un meteorite vicino all’odierna Chicxulub, in Messico, sono emerse negli anni ’80, gli scienziati hanno discusso a lungo se fosse stato l’urto della meteora o i Trappi del Deccan che hanno dominato nell’evento di estinzione che ha ucciso tutti i dinosauri tranne gli uccelli.

Con il passare del tempo, migliorando i metodi di datazione, si è trovata l’indicazione che i vulcani dei Trappi del Deccan erano già attivi quando la meteora ha colpito. Le conseguenti onde sismiche che si sono mosse attraverso il pianeta in seguito alla caduta del meteorite, ha detto Karlstrom, probabilmente hanno determinato un’accelerazione di quelle eruzioni.

“Il nostro lavoro suggerisce una connessione tra questi due eventi estremamente rari e catastrofici, distribuiti su tutto il pianeta“, ha detto Karlstrom. “L’impatto del meteorite potrebbe aver influenzato le eruzioni vulcaniche che stavano già accadendo, ottenendo una bella doppietta“.

Questa idea si è rafforzata nel 2015 quando i ricercatori dell’Università della California a Berkeley, hanno proposto di collegare i due eventi. La squadra, che comprendeva Karlstrom, suggerì che il meteorite avrebbe potuto modulare il vulcanismo generando potenti onde sismiche che produssero terremoti in tutto il mondo.

Analogamente agli impatti che i normali terremoti tettonici talvolta hanno sui pozzi e sui corsi d’acqua, ha detto Karlstrom, lo studio ha proposto che il sisma abbia liberato il magma proveniente dal mantello sotto i Trappi del Deccan e ne abbia maggiorato le eruzioni.

Le nuove scoperte dell’UO estendono l’innesco di queste eruzioni avvenute in India ai bacini oceanici in tutto il mondo.

Byrnes, ora ricercatore post-dottorato presso l’Università del Minnesota, ha analizzato serie di dati globali disponibili al pubblico sulla gravità, la topografia dei fondali oceanici e i tassi di diffusione tettonica.

Nelle sue analisi, ha diviso il fondale marino in gruppi di 1 milione di anni, costruendo un record che risale a 100 milioni di anni fa. In corrispondenza di 66 milioni di anni fa ha trovato prove di un “impulso all’attività magmatica marina di breve durata” presente lungo le antiche creste oceaniche. Questo impulso è suggerito da un picco nel tasso di insorgenza di anomalie gravitazionali osservate nel set di dati.

Le anomalie della gravità, misurate in piccoli incrementi chiamati milligrammi, spiegano le variazioni dell’accelerazione di gravità, rilevate dalle misurazioni satellitari di ulteriori bacini di acqua marina dove la gravità terrestre è più forte. Byrnes trovò cambiamenti nelle anomalie gravitazionali tra i cinque e i venti milligrammi associati al fondale marino creati nel primo milione di anni dopo la caduta della meteora.

La vita continuò per quanto riguarda gli ecosistemi marini dopo l’estinzione di massa

Una delle più grandi estinzioni globali di massa non ha cambiato radicalmente gli ecosistemi marini, è quanto hanno scoperto gli scienziati.

Un team internazionale di scienziati, tra cui il dottor Alex Dunhill dell’Università di Leeds, ha scoperto che, anche se l’estinzione di massa nel periodo tardo Triassico ha eliminato una vasta proporzione di specie viventi sulla terra ferma, non sembra ci siano state drastiche modifiche al funzionamento degli ecosistemi marini.


L’autore principale dello studio, il Dr Dunhill, dalla School of Earth and Environment at Leeds, ha dichiarato: “Mentre l’estinzione di massa del Tardo Triassico ha avuto un grande impatto sul numero complessivo di specie marine, c’era ancora abbastanza diversità tra le specie residue e quindi l’ecosistema marino era in grado di funzionare allo stesso modo in cui funzionava prima dell’estinzione“.

“Non stiamo dicendo che non è successo niente“, ha detto il co-autore dello studio, Dr William Foster, paleontologo della School of Geosciences di Jackson presso l’Università del Texas a Austin. “Piuttosto, gli oceani nell’ultimo periodo dell’estinzione erano un po’ come una nave con un equipaggio di scheletri – tutte le stazioni erano operative, ma gestite da relativamente poche specie“.

L’estinzione di massa del Tardo Triassico si è verificata 201 milioni di anni fa. Quasi il 50 per cento della vita sulla Terra è morto a seguito di enormi eruzioni vulcaniche. L’attività vulcanica ha portato alla presenza di elevati livelli di gas a effetto serra nell’atmosfera che hanno portato a un rapido riscaldamento globale. Le eruzioni sono associate anche alla rottura del supercontinente Pangea e alla nascita dell’Oceano Atlantico.

La squadra ha confrontato il comportamento degli ecosistemi marini attraverso l’evento di estinzione di massa del Tardo Triassico esaminando i fossili dal Medio Triassico e del Medio Giurassico – un intervallo di 70 milioni di anni. Hanno classificato lo stile di vita di diversi animali che abitavano l’oceano in base a come si muovevano, dove vivevano e come si alimentavano.

Erano quindi in grado di determinare che nessuno di questi stili di vita era scomparso completamente a causa dell’evento di estinzione, che quindi conservò l’ecosistema marino.

I loro risultati, pubblicati il 20 ottobre su Palaeontology, hanno dimostrato che, mentre l’estinzione non ha portato a un cambiamento ecologico marino globale, ha avuto profondi effetti regionali e ambientali e ha avuto un impatto estremo su ecosistemi marini specifici.

Il dottor Dunhill ha dichiarato: “Una delle grandi vittime marittime del Tardo Triassico sono stati gli animali stazionari delle scogliere, come i coralli. Quando abbiamo esaminato i dati fossili, abbiamo visto che mentre l’ecosistema marino ha continuato a funzionare nel suo complesso, ci sono voluti milioni di anni per gli ecosistemi delle barriere tropicali per recuperare da questo cataclisma ambientale“.

“Gli ecosistemi della barriera corallina sono i più vulnerabili a un rapido cambiamento ambientale. L’effetto dei gas serra del Tardo Triassico sugli ecosistemi marini non è così diverso da quello che vediamo accadere oggi alle barriere coralline che soffrono per la maggiore temperatura degli oceani“.

Il co-autore, professor Richard Twitchett, del Museo di Storia Naturale di Londra, ha dichiarato: “Comprendere l’entità del crollo delle barriere durante le estinzioni passate può aiutarci a prevedere ciò che è in atto per i nostri ecosistemi marini moderni“.

“Gli ecosistemi tropicali hanno subito diffuse devastazioni ogni volta che i gas a effetto serra sono aumentati rapidamente in passato, nonostante le differenze nei tassi di cambiamento e nel numero delle specie coinvolte. Quando vediamo eventi simili che si sono verificati in passato, nonostante le diverse condizioni di partenza, risposte simili probabilmente si verificcheranno ancora in futuro“.

Fonte

Delle eruzioni vulcaniche potrebbero aver condotto un’antica dinastia egizia all’estinzione

Migliaia di anni fa, la ricaduta di ceneri dovute ad un’attività vulcanica potrebbe essere stata un cavallo di Troia per una millenaria dinastia egizia, è quanto emerge da un nuovo studio.
Nell’Egitto Tolemaico (305 aC – 30 aC), la prosperità della regione era legata al ciclo di esondazioni del fiume Nilo, con inondazioni regolari che sostenevano l’agricoltura locale. Quando le inondazioni si sono interrotte, le colture si sono seccate e gli scontri sociali hanno cominciato a scuotere la regione.

Il nuovo studio propone un legame tra attività vulcanica e interruzione delle piogge del monsone africano durante l’estate. Una stagione dei monsoni più asciutta potrebbe avere ridotto le esondazioni del Nilo, portando a meno colture e a maggiori carenze alimentari e, in ultima analisi, ha innescato un dilagante scontento sociale che ha portato al collasso della dinastia Tolemaica, è quanto scrivono gli autori dello studio.
Quando i vulcani eruttano, emettono grandi quantità di gas ricchi di zolfo in pennacchi che possono estendersi fino alla stratosfera. Questi gas quindi si ossidano e formano particelle chiamate aerosol di solfato che possono influenzare drasticamente i meccanismi del clima come i monsoni.
“Questi aerosol sono veramente efficaci nel riflettere la luce del sole in entrata nell’atmsfera“, ha detto a Live Science in un’e-mail il co-autore dello studio Francis Ludlow, ricercatore presso lo Yale Climate and Energy Institute.
“Quando meno energia raggiunge la superficie terrestre abbiamo un raffreddamento, e dove abbiamo un raffreddamento abbiamo anche meno evaporazione acquea e meno possibilità di pioggia“.
Per esempio, gli aerosol prodotti da un’eruzione vulcanica in Islanda avrebbero potuto alterare il meccanismo che generava il monsone africano, portando così a piogge minime e riducendo le inondazioni del Nilo, ha spiegato Ludlow.
Una stagione secca
Ricostruire gli eventi avvenuti nell’antico Egitto ha richiesto di scavare tra i dati geologici per trovare la prova dell’attività vulcanica globale e confrontare tale attività con le fluttuazioni delle inondazioni annuali del Nilo, registrate nel corso dei secoli con strutture chiamate nilometri.
“Era già noto che il regime del Nilo era dipendente dalla forza del monsone africano che arriva ogni estate, e che il vulcanismo potrebbe alterare i monsoni“, ha detto Ludlow. I nilometri hanno confermato che durante gli anni in cui c’erano state eruzioni vulcaniche, la risposta media del Nilo era una minore altezza delle inondazioni. In seguito i ricercatori hanno dovuto verificare se questo risultato aveva avuto ripercussioni sociali.
Gli scienziati hanno confrontato i loro dati con un’ampia documentazione riguardante la dinastia Tolemaica che descrive gli episodi di disordini – che erano in precedenza inspiegabili – per vedere se questi incidenti si sovrapponevano al vulcanismo e alla riduzione delle inondazioni, ha detto Ludlow.
Gli archivi hanno mostrato che, nel decennio precedente la caduta della dinastia Tolemaica – che si concluse con la morte di Cleopatra nel 30 aC – La prosperità dell’Egitto si era notevolmente indebolita in seguito alla ripetuta mancanza di inondazioni del Nilo, alla fame, alla peste, all’inflazione, alla corruzione, all’abbandono della terra e alle migrazioni pagando un pesante pedaggio, ha detto Ludlow a Live Science in una e-mail.
Inoltre, i campioni prelevati da nuclei di ghiaccio fornivano dati su eruzioni vulcaniche che si allineavano a notevoli disordini sociali, è quanto scrivono gli autori dello studio.
Per esempio, un’eruzione vulcanica massiccia nell’emisfero settentrionale avvenuta nel 44 aC – la stessa decade osservata nei dati egiziani come periodo di declino – è stata la più grande eruzione in 2.500 anni, “con l’87% degli aerosol rimasti nell’emisfero nord“, ha detto Ludlow.
Indebolimento di una dinastia
Poiché l’agricoltura egiziana dipendeva quasi interamente dalle inondazioni estive del Nilo, le interruzioni delle stesse poteva devastare i raccolti, portando così a carestie e ad un aumento delle tensioni sociali mentre la gente era sempre più affamata e disperata. Se poi esistono anche altre sollecitazioni sociali ed economiche come ad esempio tasse elevate o epidemie, questo potrebbe essere sufficiente per mettere in moto disordini che sfociano in una rivolta in piena regola, ha spiegato Ludlow.
In questi dati storici sono scritti anche avvisi per il presente, ha aggiunto Ludlow.
Sebbene l’attività vulcanica nei secoli recenti non abbia provocato cataclismi sconvolgenti come nei millenni passati, ciò potrebbe cambiare “in qualsiasi momento“. Le eruzioni esplosive potrebbero avere un impatto devastante sulle regioni agricole attualmente dipendenti dai monsoni, che influiscono direttamente sul 70% della popolazione mondiale, ha dichiarato Ludlow.
“Per il Nilo, in particolare – con tensioni già elevate per quanto riguarda la condivisione delle acque del Nilo Blu tra Etiopia, Sudan e Egitto – la possibilità di diminuire le forniture a seguito di una prossima grande eruzione deve essere inclusa in tutti gli accordi di condivisione dell’acqua” avverte Ludlow.
I risultati sono stati pubblicati oggi (17 ott.) sulla rivista Nature.

Le montagne perdute del Karoo rivelano i segreti di un evento di estinzione di massa.

Milioni di anni fa esisteva una catena montuosa le cui dimensioni avrebbero oscurato le Ande in Sud America, essa si estendeva, tra l’altro, su quella che attualmente è la punta più meridionale dell’Africa.
I resti di queste montagne – dette Gondwanidi, dal  nome del grande supercontinente Gondwana su cui si estendevano – un tempo si estendevano sui continenti dell’America meridionale, dell’Antartide, del Sudafrica e dell’Australia, e parti di essa ora formano le montagne vicino a Città del Capo in Sud Africa.
E’ all’ombra di queste antiche montagne che la dottoressa Pia Viglietti, una borsista post dottorato presso l’Evolutionary Studies Institute (ESI) della Wits University, ha trovato i segreti di uno dei più grandi eventi di estinzione di massa che la Terra abbia mai visto.

“Abbiamo scoperto che i cambiamenti climatici relativi alla fine devastante dell’evento di estinzione di massa del Permiano avvenuto circa 250 milioni di anni fa ebbero inizio prima di quanto si pensasse fino ad ora“, dice la Viglietti.
L’estinzione del Permiano-Triassico è stato uno degli eventi di estinzione più grandi avvenuti sulla Terra, in cui il 96% circa di tutte le specie marine e al 70% circa delle specie di vertebrati terrestri si sono estinte.
Per il suo dottorato di ricerca la Viglietti ha studiato i sedimenti ricchi di fossili presenti nel Karoo, depositatisi durante gli eventi tettonici che hanno creato le Gondwanidi e ha scoperto che gli animali vertebrati nella zona hanno cominciato ad estinguersi o a diventare meno comuni prima di quanto precedentemente si pensasse. La sua ricerca è stata pubblicata su Scientific Reports.
“Il bacino del Karoo occupa una gran parte del Sudafrica e la maggior parte di coloro che lo percorrono non lo conosce più di tanto” dice la Viglietti. “Ma se sai cosa stai cercando, il Karoo rappresenta una miniera di conoscenze sulla storia della vita sulla Terra“.
Il Karoo racconta una storia di 100 milioni di anni del supercontinente Gondwana e se si riesce a leggere questa massa di informazioni si troveranno la storia della vita e della morte degli animali che lo abitavano.
“Le Gondwanidi non solo influenzavano lo scorrere dei fiumi (e i conseguenti depositi di sedimenti), avevano anche un effetto significativo sul clima, e quindi sull’antica fauna del bacino di Karoo“, dice la Viglietti.
Queste grandi catene montuose hanno costituito un peso notevole poggiato sulla crosta terrestre, creando una depressione nella crosta. Ciò può essere descritto usando l’analogia di una persona in piedi sul bordo di un trampolino. La persona rappresenta il “carico” (o il peso) della montagna mentre il trampolino è la crosta terrestre. La depressione provoca il deposito di sedimenti intorno alla base delle montagne. Ed è in questo sedimento che sono conservate rocce e fossili.
Mentre le montagne venivano erose, diminuiva il peso sulla crosta terrestre, e la depressione diminuiva di conseguenza, proprio come succede ad un trampolino quando il tuffatore salta. Questo è stato l’effetto che le Gondwanidi ebbero sulla sedimentazione nel bacino di Karoo per un periodo di 100 milioni di anni. Le tracce di questa danza tettonica sono costituite da periodi di deposizione e non deposizione.
“Durante il mio dottorato, ho identificato un nuovo evento di ‘carico‘ tettonico (un evento di crescita delle montagne) che ha avviato la sedimentazione del Permiano recente nel bacino del Karoo” dice la Viglietti.
I sedimenti depositatisi durante questo evento di carico hanno anche fornito prove di cambiamenti climatici, nonché prove di un “turnover fattuale” precedentemente trascurato, che indica l’inizio dell’evento di estinzione di massa del Permiano.
“Negli ultimi milioni di anni prima della grande crisi biotica, gli animali avevano già iniziato a reagire. Io interpreto questo cambiamento faunistico come conseguenza degli effetti climatici relativi all’evento di estinzione di massa del Permiano, che iniziò quindi molto prima di quanto precedentemente si pensasse” dice la Viglietti.

Nuove prove fossili supportano la teoria che la prima estinzione di massa fu provocata dai primi animali

Una prova fossile appena scoperta in Namibia rafforza la teoria che la prima estinzione di massa del mondo sia stata causata da “ingegneri ecosistemici” – organismi biologici di nuova evoluzione che hanno alterato l’ambiente in modo radicale e hanno portato le specie anziani all’estinzione.
L’evento, noto come l’estinzione della fine dell’Ediacarano, avvenuta 540 milioni di anni fa. Le prime forme di vita sulla Terra consistevano di microbi – vari tipi di organismi unicellulari. Questi organismi hanno popolato la Terra per più di 3 miliardi di anni, quando i primi organismi pluricellulari si sono evoluti. Gli organismi di maggior successo tra questi furono i rappresentanti della fauna di Ediacara, che si diffusero in tutto il mondo circa 600 milioni di anni fa. Erano in gran parte una forma stanziale di vita marina a forma di dischi o tubi, fronde o materassini trapuntati.
Dopo 60 milioni di anni, l’evoluzione ha dato alla luce un altra grande innovazione: i Metazoi, i primi animali. I Metazoi potevano muoversi spontaneamente e in modo indipendente almeno durante un certo periodo del loro ciclo di vita e si sostenevano mangiando altri organismi o quello che altri organismi producevano. Gli animali irrompono sulla scena in un delirio di diversificazione che i paleontologi hanno etichettato come l’esplosione del Cambriano, un periodo di 25 milioni di anni, durante il quale la maggior parte delle moderne famiglie di animali – Vertebrati, Molluschi, Artropodi, Anellidi, Spugne e Meduse – è venuto in essere.
“Queste nuove specie sono state ‘ingegneri ecologici’ che hanno cambiato l’ambiente in modi che hanno reso sempre più difficile per gli Ediacarani sopravvivere“, ha detto Simon Darroch, assistente professore di geologia e scienze ambientali alla Vanderbilt University, che ha diretto il nuovo studio descritto nel documento intitolato “A mixed Ediacaran-metazoan assemblage from the Zaris Sub-basin, Namibia”, pubblicato sulla rivista Palaeogeography, Palaeoclimatology, Palaeoecology.
Darroch e alcuni suoi colleghi riferiscono che hanno trovato uno degli esempi meglio conservati di comunità mista di Ediacarani e animali, che fornisce la migliore evidenza di una stretta associazione ecologica tra i due gruppi.
“Fino a questo punto, l’evidenza di una associazione ecologica sovrapposta tra Metazoi e organismi Ediacarani dal corpo molle è stata limitata“, ha detto Darroch. “Qui, descriviamo nuove località fossili dal sud della Namibia che preservano il biota degli Ediacarani dal corpo molle, organismi tubolari enigmatici che si pensa rappresentino Metazoi e tracce fossili di organismi Metazoi orientati verticalmente. Anche se l’identità precisa di chi ha lasciato queste tracce resta inafferrabile, le strutture portano diverse somiglianze con un organismo a forma di cono chiamato Conichnus che è stato ritrovato nel periodo Cambriano“.
In un articolo precedente che Darroch e dei suoi collaboratori hanno pubblicato lo scorso settembre, hanno riferito di una documentazione fossile che ha mostrato una comunità di Ediacara sotto stress associata ad una serie di tane di animali.
“Con questo documento ci stiamo limitando al nesso di causalità, abbiamo scoperto alcuni nuovi siti fossili che conservano sia il biota Ediacarano che animali fossili (le tane degli animali – ‘le tracce fossili’ – e i resti degli animali stessi) che condividono la stessa comunità, ci permette di speculare su come questi due differenti gruppi di organismi hanno interagito“, ha detto.
“Alcuni delle tane fossili che abbiamo trovato sono comunemente interpretate come create dagli anemoni di mare, che sono predatori passivi che possono essere predati dalle larve Ediacarane. Abbiamo anche trovato banchi di organismi frondosi Ediacarani, con i fossili di animali conservate in loco arrotolati intorno alle loro basi. In generale, questi nuovi siti fossili rivelano una fotografia di un insolito ecosistema ‘di transizione’ esistente appena prima della esplosione del Cambriano, con gli ultimi del biota Ediacarano aggrappati ad una fragile esistenza in attesa di una morte triste, proprio mentre gli animali di aspetto moderno si stavano diversificando e iniziando a realizzare il loro potenziale.“
Anche se Darroch sta studiando eventi che hanno avuto luogo 540 milioni di anni fa, si ritiene che vi sia un messaggio importante anche oggi. “C’è una forte analogia tra la prima estinzione di massa della Terra e ciò che sta accadendo oggi,” ha detto. “L’estinzione di fine Ediacarano dimostra le conseguenze dell’evoluzione di nuovi comportamenti in grado di cambiare radicalmente l’intero pianeta, e oggi noi esseri umani siamo i più potenti ‘ingegneri di ecosistemi’ mai conosciuti.“

Due antiche supernovae hanno squassato la biologia terrestre con una dose di radiazioni in passato

Una ricerca pubblicata nel mese di aprile ha fornito la prova dell’esplosione di due supernovae in preistoria, a circa 300 anni luce dalla Terra. Ora, un esame del follow-up sulla base di modelli al computer mostra che le supernovae probabilmente hanno esposto la biologia del nostro pianeta ad una raffica di lunga durata di radiazione cosmica, che ha interessato anche l’atmosfera.
“Sono rimasto sorpreso di vedere un effetto più forte di quanto mi aspettassi“, ha detto Adrian Melott, professore di fisica presso l’Università del Kansas, che è co-autore del nuovo documento che figura su The Astrophysical Journal Letters, una rivista scientifica peer-reviewed che permette agli astrofisici di pubblicare rapidamente brevi comunicazioni riguardanti ricerche originali.
“Mi aspettavo che ci fosse stato un piccolo effetto,” ha detto. “Le supernove erano abbastanza lontane – più di 300 anni luce – che non è esattamente a due passi.”
Secondo Melott, inizialmente le due stelle, che sono esplose tra 1,7 e 3,2 milioni di anni fa e tra 6,5 e 8,7 milioni di anni fa ciascuna, avrebbero causato un esplosione di luce blu nel cielo notturno, abbastanza brillante per disturbare il sonno degli animali per un paio di settimane.
Ma il loro effetto principale sarebbe venuto dalle radiazioni, che, dice l’astrofisico, avrebbero esposto a dosi di radiazioni equivalenti a una TAC all’anno ogni creatura che abitava la Terra o le parti poco profonde del mare.
“Le cose più importanti risultano essere i raggi cosmici“, ha detto Melott. “Quelli ad alta energia in natura normalmente sono piuttosto rari. Qui raggiungono alti livelli. Per la durata di poche centinaia o migliaia di anni aumentano di un fattore di alcune centinaia. I raggi cosmici ad alta energia sono quelli che possono penetrare l’atmosfera. Possono scomporre le molecole, possono strappare gli elettroni fuori dagli atomi, e questo succede fino al livello del suolo. Normalmente questo accade solo ad alta quota.“
I collaboratori di Melott alla ricerca sono Brian Thomas e Emily Engler della Washburn University, Michael Kachelrieß del Institutt for fysikk in Norvegia, Andrew Overholt della MidAmerica Nazarene University  e Dimitry Semikoz dell’Observatoire de Paris e Moscow Engineering Physics Institute.
L’esposizione ai raggi cosmici potenziati derivati da supernove avrebbe potuto avere “effetti sostanziali sull’atmosfera terrestre e il biota,” scrivono gli autori.
Ad esempio, la ricerca ha suggerito che le supernove potrebbero aver causato un aumento di 20 volte dell’irradiazione da muoni a livello del suolo sulla Terra.
“Un muone è un cugino dell’elettrone, un paio di centinaia di volte più pesante di esso – che penetra centinaia di metri di roccia“, ha detto Melott. “Normalmente ci sono un sacco di loro che colpiscono la Terra. Generalmente ci passano attraverso, ma a causa del loro grande numero contribuiscono per circa 1/6 alla nostra dose di radiazione normale. Quindi, se ce ne sono stati 20 volte di più, aprossimativamente si triplica la dose di radiazioni ricevute.“
Melott ha detto che il piccolo aumento della radiazione da muoni sarebbe stato abbastanza alto per aumentare il tasso delle mutazioni genetiche e la frequenza della comparsa del cancro, “ma non enormemente. Eppure, se si aumenta il tasso di mutazione si potrebbe accelerare l’evoluzione.“
In effetti, una estinzione di massa minore è avvenuta intorno a 2,59 milioni di anni fa, e può essere collegata in parte ai raggi cosmici potenziati che potrebbero aver contribuito a raffreddare il clima della Terra. I nuovi risultati della ricerca mostrano che i raggi cosmici ionizzano l’atmosfera terrestre nella troposfera – il livello più basso dell’atmosfera – ad un livello otto volte superiore al normale. Ciò avrebbe causato un aumento della frequenza dei fulmini.
“C’è stato un cambiamento climatico in questo periodo“, ha detto Melott. “Siccità in Africa, e un sacco di foresta si trasformò in savana. In questo periodo e successivamente, abbiamo cominciato ad avere delle glaciazioni che si sono ripetute più e più volte, e non è chiaro il motivo per cui hanno iniziato ad accadere. E’ discutibile, ma forse i raggi cosmici hanno qualcosa a che fare con questo“.

Fonte

Scoperto un disastro ecologico globale di cui non si sapeva nulla

Ci sono state diverse estinzioni di massa nella storia della Terra, con conseguenze negative per l’ambiente. I ricercatori dell’Università di Zurigo hanno ora scoperto un altro disastro che ha avuto luogo circa 250 milioni di anni fa e ha cambiato completamente la vegetazione prevalente durante il Triassico inferiore.
Uno dei disastri più conosciuti è avvenuto intorno a 252 milioni anni fa, al confine tra il Permiano e il Triassico. Quasi tutte le specie che vivevano nel mare e i due terzi di tutti i rettili e gli anfibi terrestri si estinse. Anche se ci sono stati brevi cali nella diversità nel mondo vegetale, le piante hanno recuperato nel giro di qualche migliaio di anni, il che significava che condizioni simili a quelle preesitenti hanno prevalso di nuovo.
Variazione nella flora all’interno di un millennio
I ricercatori del Institute and Museum of Paleontology dell’Università di Zurigo hanno ora scoperto una nuova crisi ecologica, in precedenza sconosciuta, avvenuta su una scala simile nel Triassico inferiore. Il team guidato da Peter A. Hochuli e Hugo Bucher ha rivelato che un altro evento ha alterato la vegetazione fondamentalmente e per un periodo più lungo, circa 500.000 anni, dopo la grave catastrofe naturale al confine tra il Permiano e il Triassico.
Gli scienziati hanno studiato i sedimenti alti oltre 400 metri del nord-est della Groenlandia. Le curve degli isotopi del carbonio suggeriscono che le felci e le conifere a seme erano state sostituite da piante che si riproducono mediante spore nel giro di qualche millennio. Anche oggi, alcune piante che si riproducono mediante spore come le felci, sono famose per la loro capacità di sopravvivere alle condizioni ostili meglio delle piante più sviluppate.

Un catastrofico sconvolgimento ecologico cambia il mondo vegetale
Fino ad ora, si è ipotizzato che l’ambiente abbia gradualmente recuperato nel corso del Triassico Inferiore da 252,4 a 247,8 milioni anni fa. “I drastici cambiamenti simultanei nella flora e nella composizione degli isotopi di carbonio, indicano che lo sconvolgimento nella vegetazione non ha  avuto luogo fino al Triassico inferiore, vale a dire circa 500.000 anni più tardi di quanto precedentemente supposto“, spiega Hochuli.
I ricercatori non hanno solo osservato la morte di massa della vegetazione in Groenlandia; avevano già scoperto le prime indicazioni di questo spostamento floreale pochi anni fa in campioni di sedimenti provenienti dal Pakistan. Inoltre, le ultime datazioni della cenere vulcanica da parte di scienziati australiani mostrano che il cambiamento più significativo nel mondo vegetale non è accaduto fino ad alcuni millenni dopo il confine Permiano/Triassico. Durante questo periodo, il gruppo di piante a seme indigeno Glossopteris si estinse, un evento che era stato precedentemente datato al Permiano. Grazie a questi risultati, le sequenze di sedimenti del supercontinente Gondwana del Sud del mondo ora hanno bisogno di essere reinterpretate.
Una crisi probabilmente innescata da eruzioni vulcaniche
Cosa abbia causato questo disastro naturale appena descritto rimane poco chiaro. “Tuttavia, vediamo un legame tra questo evento globale precedentemente sconosciuto e le enormi eruzioni vulcaniche che sappiamo risalgono al Triassico inferiore in quella che oggi è la Siberia“, spiega Bucher, direttore dell’Istituto e Museo di Paleontologia di UZH.

Come sopravvivere una estinzione di massa? Vivere velocemente e morire giovane

Duecentocinquantadue milioni di anni fa, una serie di vulcani siberiani hanno eruttato simultaneamente e hanno portato la Terra alla più grande estinzione di massa di tutti i tempi. Come risultato di questa estinzione di massa, nota come estinzione di massa del Permiano-Triassico, miliardi di tonnellate di carbonio sono state spinte nell’atmosfera, e hanno modificato radicalmente il clima della Terra. Eppure, alcuni animali hanno prosperato nel periodo successivo e gli scienziati ora sanno perché.
In un nuovo studio pubblicato su Scientific Reports, un team di paleontologi internazionale, tra cui c’è lo studioso post-dottorato Adam Huttenlocker del Museo di Storia Naturale dello Utah presso l’Università dello Utah, ha dimostrato che gli antichi parenti dei mammiferi noti come Terapsidi si erano adattati al cambiamento climatico drastico avendo una speranza di vita più breve e avrebbero avuto una migliore possibilità di successo poichè iniziavano a riprodursi in più giovane età rispetto ai loro predecessori.
Il gruppo di ricerca ha studiato i modelli di crescita in Terapsidi del bacino di Karoo in Sud Africa, una zona paleontologicamente significativa che conserva una vasta gamma di fossili che vanno dal Permiano al Giurassico inferiore, da 300 a 180 milioni di anni fa.
Esaminando la microstruttura delle loro ossa prima e dopo il confine dell’estinzione, Huttenlocker e i suoi colleghi sono stati in grado di studiare come i modelli di crescita nei Terapsidi sono stati colpiti dall’estinzione. Studiando le distribuzioni delle dimensioni corporee in specie particolarmente abbondanti dal Permiano e Triassico, il team è stato in grado di interpretare il cambiamento nelle dimensioni delle varie classi e nei tassi di sopravvivenza.
In questo studio, particolare attenzione è stata dedicata al genere Lystrosaurus a causa del suo successo che lo ha portato a sopravvivere all’estinzione del Permiano-Triassico; ha dominato gli ecosistemi di tutto il mondo per milioni di anni durante il periodo di recupero post-estinzione, e costituisce quasi il 70-90% dei vertebrati fossili trovati in rocce del primo Triassico nel Karoo.
“Fossili di Terapsidi come Lystrosaurus sono importanti perché ci insegnano molto circa la capacità di ripresa dei nostri antichi parenti a fronte dell’estinzione, e forniscono indizi per scoprire i tratti che hanno conferito successo a queste linee evolutive durante questo turbolento periodo. Lystrosaurus è stato particolarmente prolifico, rendendo possibile costruire un grande insieme di dati e dando la possibilità di sacrificare alcuni esemplari all’istologia per studiare i modelli di crescita registrati nelle sue ossa“, ha detto Huttenlocker, uno degli autori del documento.
“Prima dell’estinzione del Permiano-Triassico, il famoso Terapside Lystrosaurus aveva una durata di vita di circa 13 o 14 anni in base ai dati di crescita conservati nelle ossa“, ha detto Ken Angielczyk, paleontologo del Field Museum, un altro degli autori dello studio. “Eppure, quasi tutti gli esemplari di Lystrosaurus che troviamo dopo l’estinzione hanno solo 2 o 3 anni. Ciò implica che devono essersi riprodotti quando erano ancora [relativamente giovani] essi stessi.”
Questa regolazione nella storia della vita significa anche un cambiamento fisico per Lystrosaurus. Prima dell’estinzione di massa, questa creatura sarebbe stata a lunga un paio di metri e avrebbe pesato centinaia di libbre – circa le dimensioni di un ippopotamo pigmeo. Dopo l’estinzione, le loro dimensioni sono scese a quelle di un grosso cane, in gran parte a causa della breve durata della loro vita. Eppure, questi adattamenti sembravano pagare per Lystrosaurus. Simulazioni ecologiche mostrano che la riproduzione precoce di Lystrosaurus avrebbe potuto aumentare la sua possibilità di sopravvivenza del 40% negli ambienti imprevedibili che esistevano a seguito dell’estinzione.
Questo cambiamento nel comportamento riproduttivo, non è presente solo negli animali antichi. Nel secolo scorso, il merluzzo dell’Atlantico ha subito un effetto simile a causa di interferenze umane. La pesca industriale ha rimosso gli individui più grandi dalla popolazione, spostando la loro dimensione media significativamente verso il basso. Allo stesso modo, gli individui rimanenti sono stati costretti a riprodursi il più presto possibile. Cambiamenti simili sono stati anche osservati in varani africani sfruttati dagli esseri umani.
“Anche se è difficile vederne gli effetti nella nostra vita quotidiana, vi è una sostanziale evidenza che ci troviamo nel bel mezzo di una sesta estinzione di massa al momento. E’ stato previsto che la metà delle specie di mammiferi potrebbe estinguersi entro la fine del prossimo secolo se i modelli attuali continuano, un tasso che è più di 1.000 volte superiore rispetto alle precedenti stime di estinzioni naturali, una tendenza che non si vedeva dalle estinzioni della fine del Permiano e del Cretaceo“, ha detto Huttenlocker.
“Con il mondo che deve affrontare la sua sesta estinzione di massa, la ricerca paleontologica ci aiuta a capire il mondo intorno a noi oggi“, ha detto Angielczyk. “Studiando come animali quali il Lystrosaurus si sono adattati di fronte al disastro, siamo in grado di meglio prevedere come gli incombenti cambiamenti ambientali possono influenzare le specie moderne.“

Fonte