Identificati gli eventi della più grande estinzione di massa nella storia della Terra

La vita sulla Terra ha una storia lunga e turbolenta. In più di un’occasione, la maggior parte di tutte le specie si è estinta e una biodiversità già altamente sviluppata si è ridotta al minimo, cambiando ogni volta il corso dell’evoluzione. L’estinzione di massa più estesa è avvenuta circa 252 milioni di anni fa. Ha segnato la fine del periodo Permiano e l’inizio del periodo Triassico. Circa tre quarti di tutta la vita terrestre e circa il 95 percento della vita nell’oceano scomparvero nel giro di poche migliaia di anni.

Le gigantesche attività vulcaniche nell’odierna Siberia e il rilascio di grandi quantità di metano dal fondo del mare sono state a lungo dibattute come potenziali fattori scatenanti dell’estinzione del Permiano-Triassico. Ma la causa esatta e la sequenza degli eventi che hanno portato all’estinzione di massa sono rimaste molto controverse.

Ora, scienziati provenienti da Germania, Italia e Canada, nel quadro del progetto BASE-LiNE Earth finanziato dall’UE e guidato dal Prof. Dr. Anton Eisenhauer del GEOMAR Helmholtz Center for Ocean Research Kiel in collaborazione con l’Helmholtz Center Potsdam GFZ German Research Center for Geosciences, sono stati per la prima volta in grado di ricostruire in modo definitivo l’intera cascata di eventi utilizzando tecniche analitiche all’avanguardia e modelli geochimici innovativi.

Per lo studio, il team ha utilizzato un archivio ambientale precedentemente trascurato: i gusci dei brachiopodi fossili. “Si tratta di organismi simili a vongole che esistono sulla Terra da più di 500 milioni di anni. Queste conchiglie sono state depositate sul fondo dei mari poco profondi 252 milioni di anni fa e hanno registrato le condizioni ambientali poco prima e all’inizio dell’estinzione“, spiega la dott.ssa Hana Jurikova, prima autrice dello studio.

Misurando diversi isotopi del boro nei gusci fossili, il team è stato in grado di tracciare lo sviluppo dei valori di pH nell’oceano 252 milioni di anni fa. Poiché il pH dell’acqua di mare è strettamente legato alla concentrazione di anidride carbonica nell’atmosfera, è stata possibile anche la ricostruzione di quest’ultima. Per le analisi, il team ha utilizzato analisi isotopiche ad alta precisione presso GEOMAR e microanalisi ad alta risoluzione sullo spettrometro di massa a ioni secondari (SIMS) all’avanguardia di GFZ.

“Con questa tecnica, non solo possiamo ricostruire l’evoluzione delle concentrazioni atmosferiche di biossido di carbonio, ma anche risalire chiaramente all’attività vulcanica. La dissoluzione degli idrati di metano, che era stata suggerita come potenziale ulteriore causa, è altamente improbabile sulla base di i nostri dati“, spiega il dott. Marcus Gutjahr di GEOMAR, coautore dello studio.

Come passo successivo, il team ha inserito i propri dati dal boro e da ulteriori indagini basate sugli isotopi di carbonio in un modello geochimico computerizzato che simulava i processi della Terra in quel momento. I risultati hanno mostrato che il riscaldamento e l’acidificazione degli oceani associati all’immensa iniezione di CO₂ vulcanica nell’atmosfera erano già fatali e hanno portato all’estinzione di organismi marini proprio all’inizio dell’estinzione. Tuttavia, il rilascio di CO₂ ha portato anche ulteriori conseguenze; con l’aumento delle temperature globali causate dall’effetto serra, anche l’invecchiamento chimico sulla terra è aumentato.

Nel corso di migliaia di anni, quantità crescenti di nutrienti hanno raggiunto gli oceani attraverso fiumi e coste, che poi sono diventati eccessivamente fertilizzati. Il risultato è stato un impoverimento dell’ossigeno su larga scala e l’alterazione di interi cicli elementari. “Questo crollo ha portato alla catastrofica estinzione di massa al confine tra Permiano e Triassico“, riassume la dott.ssa Jurikova.

“Senza queste nuove tecniche sarebbe difficile ricostruire i processi ambientali di 250 milioni di anni fa con lo stesso livello di dettaglio ottenuto ora“, sottolinea il Prof. Dr. Anton Eisenhauer di GEOMAR, l’ex coordinatore del progetto BASE-LiNE Earth e coautore del nuovo studio, “inoltre, i nuovi metodi possono essere applicati per altre applicazioni scientifiche“, conclude.

Lo studio è stato pubblicato sulla rivista internazionale Nature Geoscience.