ESTINZIONE DI MASSA: CAUSE E LE PIÙ IMPORTANTI - BIOLOGIA - 2025

Le estinzioni di massa sono eventi caratterizzati dalla scomparsa di un gran numero di specie biologiche in breve tempo. Questo tipo di estinzione è solitamente terminale, cioè una specie ei suoi parenti scompaiono senza lasciare prole.

Le estinzioni di massa differiscono dalle altre estinzioni, essendo brusche ed eliminando un gran numero di specie e individui. In altre parole, la velocità con cui le specie scompaiono durante questi eventi è molto alta e il suo effetto si apprezza in un tempo relativamente breve.

Figura 1. Ipotesi di morte dei dinosauri a causa dell'effetto di gas tossici nelle scale del Deccan. Enormi eruzioni si sono verificate nell'India centro-meridionale, in una delle più grandi formazioni vulcaniche della terra. Fonte: nsf.gov

Nel contesto di ere geologiche (decine o centinaia di milioni di anni di durata), "breve tempo" può significare pochi anni (anche giorni) o periodi di centinaia di miliardi di anni.

Le estinzioni di massa possono avere molteplici agenti causali e conseguenze. Le cause fisiche e climatiche spesso innescano cascate di effetti nelle reti alimentari o direttamente su alcune specie. Gli effetti possono essere "istantanei", come quelli che si verificano dopo che un meteorite colpisce il pianeta Terra.

Cause di estinzioni di massa

Le cause delle estinzioni di massa potrebbero essere classificate in due tipi principali: biologiche e ambientali.

Biologico

Tra questi ci sono: competizione tra specie per le risorse disponibili per la loro sopravvivenza, predazione, epidemie, tra gli altri. Le cause biologiche delle estinzioni di massa influenzano direttamente un gruppo di specie o l'intera catena trofica.

Ambientale

Tra queste cause possiamo citare: aumento o diminuzione del livello del mare, glaciazioni, aumento del vulcanismo, effetti delle stelle vicine sul pianeta Terra, effetti delle comete, impatti di asteroidi, cambiamenti nell'orbita terrestre o nel campo magnetico, riscaldamento o raffreddamento globale, tra gli altri.

Tutte queste cause, o una combinazione di esse, potrebbero aver contribuito a un'estinzione di massa a un certo punto.

Studi multidisciplinari sulle estinzioni di massa

La causa ultima di un'estinzione di massa è difficile da stabilire con assoluta certezza, poiché molti eventi non lasciano una registrazione dettagliata del suo inizio e del suo sviluppo.

Ad esempio, potremmo trovare una documentazione fossile che evidenzia il verificarsi di un evento importante di perdita di specie. Tuttavia, per stabilire le cause che lo hanno generato, dobbiamo fare delle correlazioni con altre variabili che si registrano sul pianeta.

Questo tipo di indagine approfondita richiede la partecipazione di scienziati di diverse aree come la biologia, la paleontologia, la geologia, la geofisica, la chimica, la fisica, l'astronomia, tra gli altri.

Le più importanti estinzioni di massa

La tabella seguente mostra un riepilogo delle più importanti estinzioni di massa studiate fino ad oggi, i periodi in cui si sono verificate, la loro età, la durata di ciascuna, la percentuale stimata di specie estinte e la loro possibile causa.

Significato evolutivo delle estinzioni di massa

Riduzione della diversità biologica

Le estinzioni di massa riducono la diversità biologica, poiché scompaiono i lignaggi completi e, inoltre, si rinuncia a quelli che potrebbero derivarne. L'estinzione di massa potrebbe quindi essere paragonata alla potatura dell'albero della vita, in cui vengono tagliati interi rami.

Sviluppo di specie preesistenti e comparsa di nuove specie

L'estinzione di massa può svolgere anche un ruolo "creativo" nell'evoluzione, stimolando lo sviluppo di altre specie o rami preesistenti, grazie alla scomparsa dei loro principali concorrenti o predatori. Inoltre, può verificarsi l'emergere di nuove specie o rami nell'albero della vita.

L'improvvisa scomparsa di piante e animali che occupano nicchie specifiche, apre una serie di possibilità per le specie sopravvissute. Possiamo osservarlo dopo diverse generazioni di selezione, poiché i lignaggi sopravvissuti ei loro discendenti possono arrivare ad occupare ruoli ecologici precedentemente svolti da specie scomparse.

I fattori che favoriscono la sopravvivenza di alcune specie in tempi di estinzione non sono necessariamente gli stessi che favoriscono la sopravvivenza in tempi di bassa intensità di estinzione.

Le estinzioni di massa consentono quindi ai lignaggi che in precedenza erano una minoranza di diversificare e svolgere ruoli importanti nel nuovo scenario post-catastrofe.

L'evoluzione dei mammiferi

Un esempio ben noto è quello dei mammiferi, che sono stati un gruppo minoritario per oltre 200 milioni di anni e solo dopo l'estinzione di massa Cretaceo-Terziaria (in cui i dinosauri sono scomparsi), si sono sviluppati e hanno iniziato a giocare. grande ruolo.

Possiamo quindi affermare che l'essere umano non sarebbe potuto apparire, se non si fosse verificata l'estinzione di massa del Cretaceo.

L'impatto del KT e l'estinzione di massa del Cretaceo-Terziario

L'ipotesi di Álvarez

Luis Álvarez (Premio Nobel 1968 per la fisica), insieme al geologo Walter Álvarez (suo figlio), Frank Azaro e Helen Michel (chimici nucleari), hanno proposto nel 1980 l'ipotesi che l'estinzione di massa del Cretaceo-Terziario (KT) fosse prodotto dell'impatto di un asteroide di 10 ± 4 chilometri di diametro.

Questa ipotesi nasce dall'analisi del cosiddetto limite KT, che è un sottile strato di argilla ricca di iridio, che si trova su scala planetaria proprio al confine che divide i sedimenti corrispondenti ai periodi Cretaceo e Terziario (KT).

Iridio

L'iridio (Ir) è l'elemento chimico con numero atomico 77 che si trova nel gruppo 9 della tavola periodica. È un metallo di transizione, dal gruppo del platino.

È uno degli elementi più rari sulla Terra, considerato un metallo di origine extraterrestre, in quanto la sua concentrazione nei meteoriti è spesso elevata rispetto alle concentrazioni al suolo.

Figura 2. Confine KT o Cretaceo-Paleogene, che segna la fine di un'era. Anky-man, da Wikimedia Commons

Limite KT

Gli scienziati hanno trovato concentrazioni di iridio molto più elevate nei sedimenti di questo strato di argilla chiamato confine KT rispetto agli strati precedenti. In Italia hanno riscontrato un aumento di 30 volte rispetto agli strati precedenti; in Danimarca 160 e in Nuova Zelanda 20.

L'ipotesi di Álvarez suggeriva che l'impatto dell'asteroide avesse oscurato l'atmosfera, inibendo la fotosintesi e accelerando la morte di gran parte della flora e della fauna esistenti.

Tuttavia, questa ipotesi mancava delle prove più importanti, dal momento che non potevano individuare il luogo in cui si era verificato l'impatto dell'asteroide.

Fino ad allora, nessun cratere della magnitudine attesa era stato segnalato per confermare che l'evento si fosse effettivamente verificato.

Chicxulub

Nonostante non l'avessero segnalato, i geofisici Antonio Camargo e Glen Penfield (1978) avevano già scoperto il cratere a seguito dell'impatto, mentre cercavano petrolio nello Yucatán, lavorando per la compagnia petrolifera di stato messicana (PEMEX).

Camargo e Penfield hanno realizzato un arco sottomarino di circa 180 km di larghezza che ha continuato nella penisola messicana dello Yucatán, con un centro nella città di Chicxulub.

Figura 3. Mappa gravitazionale che mostra l'anomalia nella penisola dello Yucatan. Fonte: immagine della mappa gravitazionale generata dal computer del cratere Chicxulub in México (NASA).

Sebbene questi geologi avessero presentato le loro scoperte a una conferenza nel 1981, la mancanza di accesso alle carote di perforazione li teneva lontani dall'argomento.

Infine, nel 1990, il giornalista Carlos Byars contattò Penfield con l'astrofisico Alan Hildebrand, che finalmente facilitò l'accesso ai carotaggi.

Hildebrand nel 1991 pubblicò insieme a Penfield, Camargo e altri scienziati la scoperta di un cratere circolare nella penisola dello Yucatan, in Messico, di dimensioni e forma che rivelano anomalie dei campi magnetici e gravitazionali, come possibile cratere da impatto avvenuto nel Cretaceo-Terziario .

Altre ipotesi

L'estinzione di massa del Cretaceo-Terziario (e l'ipotesi di KT Impact) è una delle più studiate. Tuttavia, nonostante le prove a sostegno dell'ipotesi di Álvarez, sono sopravvissuti altri approcci diversi.

È stato affermato che i dati stratigrafici e micropaleontologici del Golfo del Messico e del cratere Chicxulub supportano l'ipotesi che questo impatto abbia preceduto il confine KT di diverse centinaia di migliaia di anni e quindi non avrebbe potuto causare l'estinzione di massa avvenuta. nel Cretaceo-Terziario.

Si suggerisce che altri gravi effetti ambientali potrebbero essere i fattori scatenanti dell'estinzione di massa al confine KT, come le eruzioni vulcaniche del Deccan in India.

Il Deccan è un grande altopiano di 800.000 km ² che attraversa il territorio centro-meridionale dell'India, con tracce di lava e un enorme rilascio di zolfo e anidride carbonica che potrebbero aver causato l'estinzione di massa al confine KT.

Ultime prove

Peter Schulte e un gruppo di 34 ricercatori nel 2010 hanno pubblicato, sulla prestigiosa rivista Science, una valutazione approfondita delle due precedenti ipotesi.

Schulte et al … hanno analizzato una sintesi di dati recenti stratigrafici, micropaleontologici, petrologici e geochimici. Inoltre, hanno valutato sia i meccanismi di estinzione in base ai loro disturbi ambientali previsti sia la distribuzione della vita sulla Terra prima e dopo il limite KT.

Hanno concluso che l'impatto di Chicxulub ha causato l'estinzione di massa del limite KT, a causa del fatto che esiste una corrispondenza temporale tra lo strato di espulsione e l'inizio delle estinzioni.

Inoltre, i modelli ecologici nella documentazione fossile e le perturbazioni ambientali modellate (come l'oscurità e il raffreddamento) supportano queste conclusioni.

Riferimenti

1. Álvarez, LW, Álvarez, W., Asaro, F. e Michel, HV (1980). Causa extraterrestre per l'estinzione Cretaceo-Terziaria. Science, 208 (4448), 1095-1108. doi: 10.1126 / science.208.4448.1095
2. Hildebrand, AR, Pilkington, M., Connors, M., Ortiz-Aleman, C. e Chavez, RE (1995). Dimensioni e struttura del cratere Chicxulub rivelate da gradienti di gravità orizzontale e cenotes. Natura, 376 (6539), 415-417. doi: 10.1038 / 376415a0
3. Renne, PR, Deino, AL, Hilgen, FJ, Kuiper, KF, Mark, DF, Mitchell, WS, … Smit, J. (2013). Scale temporali degli eventi critici intorno al confine Cretaceo-Paleogene. Science, 339 (6120), 684-687. doi: 10.1126 / science.1230492
4. Schulte, P., Alegret, L., Arenillas, I., Arz, JA, Barton, PJ, Bown, PR,… Willumsen, PS (2010). L'impatto dell'asteroide Chicxulub e l'estinzione di massa al confine Cretaceo-Paleogene. Science, 327 (5970), 1214-1218. doi: 10.1126 / science.1177265
5. Pope, KO, Ocampo, AC & Duller, CE (1993) Geologia superficiale del cratere da impatto Chicxulub, Yucatan, Messico. Pianeti Terra Luna 63, 93–104.
6. Hildebrand, A., Penfield, G., Kring, D., Pilkington, M., Camargo, A., Jacobsen, S. e Boynton, W. (1991). Cratere Chicxulub: un possibile cratere da impatto di confine Cretaceo / Terziario nella penisola dello Yucatán, in Messico. Geologia. 19 (9): 861-867.