STINGEREA ÎN MASĂ: CAUZE ȘI CELE MAI IMPORTANTE - BIOLOGIE - 2025

Extincțiile în masă sunt evenimente caracterizate prin dispariția unui număr mare de specii biologice într-un timp scurt. Acest tip de dispariție este de obicei terminal, adică o specie și rudele sale dispar fără a lăsa urmași.

Extincțiile în masă diferă de alte extincții, fiind brusc și prin eliminarea unui număr mare de specii și indivizi. Cu alte cuvinte, viteza cu care dispar speciile în timpul acestor evenimente este foarte mare, iar efectul său este apreciat într-un timp relativ scurt.

Figura 1. Ipoteza morții dinozaurilor datorită efectului gazelor toxice din Scările Deccan. Erupții masive au avut loc în sud-centrul Indiei, într-una dintre cele mai mari formațiuni vulcanice de pe Pământ. Sursa: nsf.gov

În contextul perioadelor geologice (zeci sau sute de milioane de ani pe durata), „timp scurt” poate însemna câțiva ani (chiar zile) sau perioade de sute de miliarde de ani.

Extincțiile în masă pot avea mai mulți agenți și consecințe cauzale. Cauzele fizice și climatice declanșează adesea cascade de efecte în pânzele alimentare sau direct asupra unor specii. Efectele pot fi „instantanee”, precum cele care apar după ce un meteorit lovește planeta Pământ.

Cauzele extincțiilor în masă

Cauzele dispariției în masă ar putea fi clasificate în două tipuri principale: biologică și de mediu.

Biologic

Printre acestea se numără: concurența între specii pentru resursele disponibile pentru supraviețuirea lor, pradă, epidemii, printre altele. Cauzele biologice ale extincțiilor în masă afectează direct un grup de specii sau întregul lanț trofic.

De mediu

Printre aceste cauze putem menționa: creșteri sau scăderi ale nivelului mării, glaciații, creșterea vulcanismului, efectele stelelor apropiate pe planeta Pământ, efectele cometelor, impactul asteroizilor, modificări pe orbita Pământului sau câmpul magnetic, încălzirea globală sau răcirea, printre altele.

Toate aceste cauze sau o combinație a acestora ar fi putut contribui la stingerea masei la un moment dat.

Studii multidisciplinare ale extincțiilor în masă

Cauza finală a unei extincții în masă este dificil de stabilit cu certitudine absolută, deoarece multe evenimente nu lasă o evidență detaliată a debutului și dezvoltării sale.

De exemplu, am putea găsi o înregistrare fosilă care dovedește apariția unui eveniment important de pierdere a speciilor. Cu toate acestea, pentru a stabili cauzele care au generat-o, trebuie să realizăm corelații cu alte variabile care sunt înregistrate pe planetă.

Acest tip de cercetare profundă necesită participarea oamenilor de știință din diferite domenii precum biologie, paleontologie, geologie, geofizică, chimie, fizică, astronomie, printre altele.

Cele mai importante extincții în masă

Următorul tabel prezintă un rezumat al celor mai importante extincții în masă studiate până în prezent, perioadele în care au avut loc, vârsta lor, durata fiecăreia, procentul estimat de specii dispărute și cauza posibilă a acestora.

Semnificația evolutivă a extincțiilor în masă

Reducerea diversității biologice

Extincțiile în masă reduc diversitatea biologică, deoarece liniile complete dispar și, în plus, cele care ar fi putut să apară din acestea sunt dispuse. Stingerea în masă ar putea fi apoi comparată cu tăierea copacului vieții, în care ramurile întregi sunt tăiate.

Dezvoltarea speciilor preexistente și apariția de noi specii

Stingerea în masă poate juca, de asemenea, un rol „creativ” în evoluție, stimulând dezvoltarea altor specii sau ramuri preexistente, datorită dispariției principalilor concurenți sau prădători. În plus, poate apărea apariția de noi specii sau ramuri în arborele vieții.

Dispariția bruscă a plantelor și animalelor care ocupă nișe specifice, deschide o serie de posibilități pentru speciile supraviețuitoare. Putem observa acest lucru după mai multe generații de selecție, deoarece descendenții supraviețuitori și descendenții lor pot veni să ocupe roluri ecologice îndeplinite anterior de speciile dispărute.

Factorii care promovează supraviețuirea unor specii în perioade de dispariție nu sunt neapărat aceiași care favorizează supraviețuirea în perioadele cu intensitate scăzută a extincțiilor.

Extincțiile în masă permit apoi diverselor linii care anterior erau minoritare să se diversifice și să joace roluri importante în noul scenariu post-catastrofă.

Evoluția mamiferelor

Un exemplu binecunoscut este cel al mamiferelor, care au fost un grup minoritar de mai bine de 200 de milioane de ani și abia după dispariția în masă Cretaceo-Terțiar (în care au dispărut dinozaurii), s-au dezvoltat și au început să joace un joc. rol mare.

Putem afirma atunci că ființa umană nu ar fi putut apărea, dacă dispariția în masă a Cretacicului nu ar fi avut loc.

Impactul KT și extincția în masă crețio-terțiară

Ipoteza lui Álvarez

Luis Álvarez (Premiul Nobel pentru fizică din 1968), împreună cu geologul Walter Álvarez (fiul său), Frank Azaro și Helen Michel (chimiști nucleari), au propus, în 1980, ipoteza că extincția în masă a Cretacei-Terțiar (KT) a fost produs al impactului unui asteroid cu diametrul de 10 ± 4 kilometri.

Această ipoteză rezultă din analiza așa-numitei limită KT, care este un strat subțire de argilă bogată în iridiu, care se găsește la scară planetară chiar la granița care împarte sedimentele corespunzătoare perioadelor cretacice și terțiare (KT).

Iridiu

Iridiul (Ir) este elementul chimic cu numărul atomic 77 care este situat în grupa 9 a tabelului periodic. Este un metal de tranziție, din grupul de platină.

Este unul dintre cele mai rare elemente de pe Pământ, considerat un metal de origine extraterestră, deoarece concentrația sa în meteoriți este adesea mare în comparație cu concentrațiile de pe sol.

Figura 2. Limita KT sau Cretacic-Paleogen, care marchează sfârșitul unei ere. Anky-man, de la Wikimedia Commons

Limită KT

Oamenii de știință au descoperit concentrații de iridiu mult mai mari în sedimentele acestui strat de lut numit granița KT decât în ​​straturile precedente. În Italia au constatat o creștere de 30 de ori față de straturile anterioare; în Danemarca 160 și în Noua Zeelandă 20.

Ipoteza lui Álvarez a sugerat că impactul asteroidului a întunecat atmosfera, inhibând fotosinteza și precipitând moartea unei mari părți a florei și faunei existente.

Cu toate acestea, din această ipoteză nu li s-a dat dovada cea mai importantă, deoarece nu au putut localiza locul unde s-a produs impactul asteroidului.

Până atunci, niciun crater de mărimea scontată nu a fost raportat pentru a confirma faptul că evenimentul a avut loc efectiv.

Chicxulub

În ciuda faptului că nu au raportat-o, geofizicienii Antonio Camargo și Glen Penfield (1978) au descoperit deja craterul ca urmare a impactului, în timp ce căutau petrol în Yucatán, care lucrau pentru compania petrolieră de stat din Mexic (PEMEX).

Camargo și Penfield au obținut un arc subacvatic de aproximativ 180 km lățime care a continuat în peninsula mexicană Yucatan, cu un centru în orașul Chicxulub.

Figura 3. Harta gravitațională care arată anomalia în peninsula Yucatan. Sursa: imaginea hărții gravitaționale generată de computer a craterului Chicxulub din Mexic (NASA).

Deși acești geologi și-au prezentat concluziile la o conferință din 1981, lipsa de acces la miezurile de foraj le-a ținut în afara subiectului.

În cele din urmă, în 1990, jurnalistul Carlos Byars a contactat Penfield cu astrofizicianul Alan Hildebrand, care i-a dat în cele din urmă acces la miezurile de foraj.

Hildebrand, în 1991, a publicat împreună cu Penfield, Camargo și alți oameni de știință descoperirea unui crater circular în peninsula Yucatan, Mexic, cu o dimensiune și o formă care dezvăluie anomalii ale câmpurilor magnetice și gravitaționale, ca un posibil crater de impact care a avut loc în Cretaceul-Terțiar .

Alte ipoteze

Stingerea de masă crețio-terțiară (și ipoteza impactului KT) este una dintre cele mai studiate. Cu toate acestea, în ciuda dovezilor care susțin ipoteza lui Álvarez, alte abordări diferite au supraviețuit.

S-a susținut că datele stratigrafice și micropaleontologice din Golful Mexic și craterul Chicxulub susțin ipoteza că acest impact a precedat limita KT cu câteva sute de mii de ani și, prin urmare, nu ar fi putut provoca stingerea în masă care a avut loc. în Crețacul-Terțiar.

Se sugerează că alte efecte grave asupra mediului ar putea fi declanșatorii extincției în masă la limita KT, cum ar fi erupțiile vulcanice Deccan din India.

Deccan este un platou mare, de 800.000 km ^2, care traversează teritoriul sud-central al Indiei, cu urme de lavă și eliberare uriașă de sulf și dioxid de carbon care ar fi putut provoca stingerea masei la limita KT.

Ultimele dovezi

Peter Schulte și un grup de 34 de cercetători în 2010 au publicat, în prestigioasa revistă Science, o evaluare detaliată a celor două ipoteze anterioare.

Schulte și colab. Au analizat o sinteză a datelor stratigrafice, micropaleontologice, petrologice și geochimice recente. În plus, ei au evaluat atât mecanisme de extincție bazate pe tulburările lor de mediu preconizate, cât și pe distribuția vieții pe Pământ înainte și după limita KT.

Ei au ajuns la concluzia că impactul Chicxulub a provocat stingerea în masă a limitei KT, datorită faptului că există o corespondență temporală între stratul de ejecție și debutul extincțiilor.

Mai mult, modelele ecologice din evidența fosilelor și tulburările de mediu modelate (cum ar fi întunericul și răcirea) susțin aceste concluzii.

Referințe

1. Álvarez, LW, Álvarez, W., Asaro, F., & Michel, HV (1980). Cauza extraterestră pentru extincția crețio-terțiară. Știință, 208 (4448), 1095-1108. doi: 10.1126 / știință.208.4448.1095
2. Hildebrand, AR, Pilkington, M., Connors, M., Ortiz-Aleman, C., & Chavez, RE (1995). Mărimea și structura craterului Chicxulub dezvăluite de gradienți de gravitație orizontali și cenote. Nature, 376 (6539), 415-417. doi: 10.1038 / 376415a0
3. Renne, PR, Deino, AL, Hilgen, FJ, Kuiper, KF, Mark, DF, Mitchell, WS, … Smit, J. (2013). Scalele de timp ale evenimentelor critice în jurul graniței cretaceo-paleogene. Science, 339 (6120), 684-687. doi: 10.1126 / știință.1230492
4. Schulte, P., Alegret, L., Arenillas, I., Arz, JA, Barton, PJ, Bown, PR, … Willumsen, PS (2010). Chicxulub Asteroid Impact and Mass Extinction at the Cretaceous-Paleogene Limite. Știință, 327 (5970), 1214-1218. doi: 10.1126 / știință.1177265
5. Pope, KO, Ocampo, AC & Duller, CE (1993) Geologie superficială a craterului de impact Chicxulub, Yucatan, Mexic. Planetele Pământului 63, 93-104.
6. Hildebrand, A., Penfield, G., Kring, D., Pilkington, M., Camargo, A., Jacobsen, S. și Boynton, W. (1991). Craterul Chicxulub: un posibil crater cu impact cretacean / terțiar în Peninsula Yucatán, Mexic. Geologie. 19 (9): 861-867.