Qual'è la vera causa delle estinzioni di massa nella preistoria?

 

 

Gli studiosi ritengono che fin dalla comparsa della vita sulla Terra, avvenuta circa 3,5 miliardi di anni fa, si siano verificate 23 estinzioni di massa. Nel corso dei passati 540 milioni di anni, vi sono state anche cinque estinzioni di massa ben documentate, primariamente di piante e animali marini, con una perdita del 75-95 per cento delle specie.
Ecco quali furono:


- Ordoviciano-Siluriano (439 milioni di anni fa).
Si estinse il 25 per cento delle famiglie marine e il 60 per cento dei generi marini.

In un periodo di tempo di pochi milioni di anni alla fine dell'Ordoviciano, probabilmente a causa di imponenti glaciazioni il livello marino si abbassò drasticamente causando l'estinzione di molte specie marine. Depositi glaciali di questo periodo sono stati trovati nel deserto del Sahara. Si pensa infatti che, a causa della deriva dei continenti, il supercontinente Gondwana transitando vicino al Polo Sud abbia causato una prolungata glaciazione. Gli impulsi glaciali furono almeno due, separati da 500.000-1.000.000 di anni durante i quali il livello del mare risalì rapidamente.


- Tardo Devoniano (364 milioni di anni fa).
Si estinse il 22 per cento delle famiglie marine e il 52 per cento dei generi marini.
Non si sanno gli effetti sulle specie terrestri.

Non dovrebbe essersi trattato di un evento improvviso in quanto le estinzioni si svilupparono durante un periodo di circa 3 milioni di anni. In Brasile sono stati trovati depositi glaciali relativi a questo periodo.


- Fine Permiano (251 milioni di anni fa).
Si estinse il 53 per cento delle famiglie marine e l'84 per cento dei generi marini e il 70 per cento circa di tutte le specie terrestri.

Secondo alcuni ricercatori questa estinzione avvenne in un periodo rapidissimo, anche se altri ritengono che si siano verificati tre o più episodi durante un periodo di tempo di circa 3 milioni di anni.

Molti scienziati sono convinti che a provocare l'estinzione sia stato un episodio di vulcanismo intenso che si è verificato proprio 250 milioni di anni fa. Infatti a Norilsk in Siberia è stata individuata un'enorme colata di basalto, spessa 4 km e ampia 2,5 milioni di km².

Ulteriori studi prevedono che al seguito del periodo di intenso vulcanismo la percentuale di anidride carbonica presente in atmosfera potesse essere aumentata oltre un valore limite stimato in 1000 ppm. In conseguenza di ciò, il chemioclino (zona di equilibrio tra acque sature d’acido e ricche d’ossigeno) avrebbe lambito la superficie oceanica, rendendo di fatto anossico il mare e liberando tremende bolle di gas venefico su tutto il pianeta. Il gas avrebbe avuto in seguito effetti deleteri anche sullo scudo dell’ozono. Questa ipotesi sembra giustificare l'enormità dell'estinzione in ambiente marino e, di conseguenza, poi in ambiente terrestre.


- Fine Triassico (214-200 milioni di anni fa).
Interessò soprattutto gli organismi marini. Si estinse il 22 per cento delle famiglie marine e il 52 per cento dei generi marini.

Al termine del Triassico, la temperatura salì di circa 5 gradi celsius. Tra le cause proposte per spiegare questa estinzione ricordiamo variazioni climatiche verso una crescente aridità, variazioni del livello del mare e diffusa anossia dei fondi marini o, con l'ultima ipotesi in ordine di tempo, rilascio di grandi quantità di metano dal fondo degli oceani, come suggerirebbe una recente ricerca sviluppata da Antony Cohen e colleghi della Open University; nel corso dei successivi 150.000 anni, si è dimostrato che il riscaldamento globale del pianeta ha provocato un aumento dell'erosione delle rocce sulla superficie terrestre di almeno un 400%, causando reazioni chimiche che consumarono il biossido di carbonio in eccesso ponendo fine al riscaldamento globale.

Si pensa che la causa scatenante sia stata un intensa attività vulcanica nella zona dell'attuale oceano Atlantico, con mancanza di ossigeno nel mare ed effetto serra. L'attività vulcanica, probabilmente accompagnata da devastanti terremoti, intorno a 200 milioni di anni fa si può spiegare anche con l'inizio della separazione della Pangea, il continente che allora riuniva tutte le terre emerse del pianeta.

- Cretacico-Terziario (65 milioni di anni fa).
Si estinse: il 18 per cento delle famiglie marine, il 47 per cento dei generi marini e il 18 per cento delle famiglie di vertebrati terrestri.

L'estinzione di massa coincise con il manifestarsi di un fenomeno vulcanico di dimensioni epocali.

 

Per spiegare le estinzioni di massa, in mancanza di vere prove, si utilizzano si solito degli espedienti deus ex macchina, cioè si usa una spiegazione fantasiosa o forzata con origine esterna al pianeta, come l'impatto di un meteorite o di una cometa.

Tutte queste estinzioni non riescono a trovare una spiegazione dimostrabile al 100%, e quindi le si cerca di spiegare per ipotesi, di cui quelle vulcaniche sono le più concrete, mentre, contrariamente a quanto viene solitamente pubblicizzato, quelle dell'asteroide/cometa che impatta la Terra sono le più fantasiose.

Esiste infatti una coincidenza temporale fra gigantesche eruzioni ed estinzioni, che è davvero troppo strano per essere casuale.

L'estinzione a seguito dell'attività vulcanica si riferisce al fatto che a seguito di un periodo di intenso vulcanismo la percentuale di anidride carbonica presente in atmosfera possa aumentare velocemente, sfavorendo l’assorbimento di ossigeno da parte dei mari. Microrganismi marini produttori di acido solfidrico normalmente abitano in prossimità del chemioclino (zona di equilibrio tra acque sature d’acido e ricche d’ossigeno). Una riduzione dell'assorbimento dell'ossigeno nell'oceano conduce ad un innalzamento del chemioclino. Secondo un studio pubblicato su Le scienze, se la percentuale di anidride carbonica presente in atmosfera raggiungesse un valore limite, stimato intorno alle 1000 ppm, il chemioclino potrebbe raggiungere la superficie dell'oceano, rendendo anossico il mare e liberando tremende bolle di gas venefico su tutto il pianeta. Il gas avrebbe effetti deleteri anche sullo scudo dell’ozono, favorendo la distruzione del fitoplancton che è alla base della catena alimentare.
Esploriamo ora un pò più nel dettaglio alcuni aspetti di tutto questo, prendendo in considerazione le estinzioni più note.

 

 

 

 

I vulcani dietro all'estinzione di massa del Permiano
 

Premessa: tratto ed adattato da  qui, qui qui, qui e qui

 

Circa 252 milioni di anni fa, la vita sulla Terra ha quasi cessato di esistere: almeno il 90 per cento della vita marina e il 70 per cento di quella terrestre scomparve di colpo nella più grande estinzione di massa mai verificatasi sul nostro pianeta. Più o meno nello stesso periodo, nella regione che oggi è la Siberia, fuoriuscì una grande quantità di magma, sufficiente a ricoprire un'area più vasta dell'Europa. L'eruzione continuò a ondate per circa un milione di anni, con la lava basaltica e i gas velenosi che fuoriuscivano da fenditure nel mantello. Oggi l'analisi di alcune rocce provenienti dall'Italia ha consentito di collegare fra loro i due eventi.

Ma vi fu nello stesso periodo un'altro evento dello stesso tipo, anche se è meno conosciuta.

La scoperta di un enorme evento vulcanico avvenuto nella provincia di Emeishan nel sud ovest dell'attuale Cina getta nuova luce sugli eventi che portarono all'estinzione di numerose forme viventi.


Un gruppo di ricercatori della University of Leeds, in collaborazione con la China University of Geosciences, ha condotto uno studio, pubblicato sulla rivista Science, riguardante le eruzioni che si presume portarono all'estinzione avvenuta alla fine del Permiano: la più grande estinzione di massa tra le 5 che si sono verificate da quando c'è vita sulla Terra.
I ricercatori hanno scoperto che l'eruzione, avvenuta nella provincia di Emeishan, nel sud ovest dell'attuale Cina, causò il rilascio di mezzo milione di chilometri cubi di lava che coprì completamente l'area circostante (corrispondente a una zona equivalente alle dimensioni dell'attuale Galles) e potrebbe essere stata la causa che determinò la morte della vita marina nel mondo.
Gli scienziati sono riusciti a stimare l'esatto periodo dell'eruzione correlandolo direttamente a un evento di estinzione di massa. Ciò è stato possibile perché le eruzioni sono avvenute in una zona marina poco profonda perciò i depositi vulcanici appaiono oggi come uno strato distinto costituito da rocce ignee tra due strati di rocce sedimentarie contenenti fossili marini facilmente databili.


Lo strato di roccia successivo all'evento vulcanico mostra la presenza di forme di vita completamente differenti dalle precedenti, suggerendo che all'eruzione seguì una catastrofe ambientale di ampie proporzioni: la traccia di estinzione di massa direttamente riconducibile all'eruzione.
La portata globale dell'eruzione fu dovuta alla vicinanza del vulcano a una zona marina poco profonda: ciò provocò un rapido contatto tra l'enorme quantità di lava e l'acqua con la formazione di elevate quantità di biossido di zolfo che si riversarono nell'atmosfera.
"Quando il magma a elevata velocità e scarsa viscosità incontra il mare è come gettare acqua in una padella di olio bollente: si formano esplosioni spettacolari che danno origine a enormi nuvole di vapore" spiega il professor Paul Wignall, paleontologo presso la University of Leeds.
L'immissione di biossido di zolfo nell'atmosfera potrebbe aver portato a una formazione nuvolosa di elevate dimensioni che si sarebbe rapidamente diffusa in tutto il modo trasportata dai venti. Questo potrebbe aver provocato un raffreddamento del pianeta a cui seguirono torrenziali piogge acide.
"Possiamo correlare la catastrofe ambientale globale con il susseguirsi delle eruzioni vulcaniche grazie all'improvvisa estinzione della vita marina, testimoniata dal record fossile" afferma il professor Wignall.

 

Anche altri studi concordano sull'estinzione di massa provocata da enormi eruzioni vulcaniche. Uno studio condotto da ricercatori dell'Università di Calgary, in Canada, pubblicato su Nature Geoscience evidenzia come l'estinzione di massa del Permiano sia stata una conseguenza di una serie di imponenti eruzioni vulcaniche che avrebbero riversato prima in atmosfera e quindi negli oceani imponenti quantitativi di ceneri carboniose (che sono tra l'altro altamente tossiche per l'ambiente marino). I ricercatori hanno infatti scoperto nelle rocce dell'attuale regione artica del Canada significativi strati di ceneri di carbone proprio in corrispondenza delle stratificazioni geologiche risalenti a quell'epoca. "Questa potrebbe essere, letteralmente, la 'pistola fumante' che spiega l'ultima estinzione del Permiano", dice Steve Grasby, uno degli autori della ricerca.
I vulcani all'origine della catastrofe erano quelli della formazione nota come Siberian Traps, un'area che attualmente ha il suo centro nella città siberiana di Tura e si estende fino a Yakutsk, Noril'sk e Irkutsk per circa due milioni di chilometri quadrati complessivi, all'incirca la superficie dell'Europa.

 

Nel 2011 è stata trovata una ulteriore prova in merito. I ricercatori canadesi hanno verificato la presenza di carbone di origine terrestre anche nei sedimenti marini. Questi depositi indicano che un grande quantitativo di residui sono stati depositati nelle rocce del Permiano in un periodo immediatamente precedente l’estinzione di massa.
 

Ma fu anche la diminuzione di ossigeno nell'aria e nei mari, scatenata da questi mutamenti, a giocare un ruolo decisivo nell'estinzione di massa.

La diminuzione dei livelli di ossigeno nell'atmosfera, fra 175 e 275 milioni di anni fa, avrebbe innescato la scomparsa del 90 per cento di tutte le specie sulla Terra.
Scoperte recenti suggeriscono che l'ossigeno nell'atmosfera subì in tutto il mondo un forte calo fra 175 e 275 milioni di anni fa, precipitando a livelli estremamente bassi se confrontati con quelli odierni: abbastanza da rendere difficile respirare l'aria al livello del mare proprio come se ci si trovasse a un'altitudine elevata.

Ora un paleontologo dell'Università di Washington ha presentato una teoria secondo la quale il poco ossigeno e i ripetuti aumenti di temperatura, brevi ma sostanziali, a causa dell'effetto serra sarebbero la causa di due grandi estinzioni di massa, una delle quali responsabile della scomparsa del 90 per cento di tutte le specie sulla Terra. Peter Ward, docente di biologia e di scienze dello spazio, ritiene inoltre che le condizioni particolari stimolarono in alcuni dinosauri, il gruppo dei saurischiani che comprende anche il brontosauro, lo sviluppo di un insolito sistema di respirazione.

Al posto di un diaframma che spinge l'aria dentro e fuori i polmoni, i saurischiani avevano polmoni attaccati a una serie di sacche d'aria dalle pareti sottili che funzionavano come soffietti per muovere l'aria attraverso il corpo. Ward, che ha lavorato con il biologo Raymond Huey e il radiologo Kevin Conley, sostiene che questo sistema respiratorio, che si trova tuttora nei moderni uccelli, rese i saurischiani meglio equipaggiati dei mammiferi per sopravvivere alle dure condizioni di quel periodo, dove il contenuto di ossigeno nell'aria alla superficie terrestre era soltanto la metà del 21 per cento odierno.
 

 

 

 

I vulcani dietro all'estinzione dei dinosauri

 

Premessa: tratto ed adattato da  qui, qui e qui

 

Fu davvero l'impatto di un asteroide a porre fine, 65 milioni di anni fa, all'esistenza del 65 per cento delle specie viventi, e dei dinosauri in particolare?
La risposta definitiva a questa domanda non è stata ancora data: nonostante alcuni ricercatori ritengano che le tracce geologiche nei pressi del cratere di Chicxulub, in Messico, possano rappresentare “la pistola fumante” del drammatico evento, tale conclusione è messa in dubbio da altri studi. L'ultimo in ordine di tempo è quello pubblicato sull'ultimo numero della rivista “Journal of the Geological Society”.
Il cratere, scoperto nel 1978 nel nord dello Yucatan, misura circa 180 chilometri di diametro e porta impresse le tracce dell'impatto di un oggetto extraterrestre enorme. Quando i detriti dell'impatto, dalla caratteristica forma a sferetta, furono trovati appena al di sotto degli strati corrispondenti al limite Cretaceo/Terziario (K-T), questo fatto fu considerato una prova dell'evento che pose fine all'esistenza dei dinosauri oltre a quella di molte altre specie vegetali e animali.
Da questa nuova analisi effettuata da Gerta Keller della Princeton University, nel New Jersey, e Thierry Adatte dell'Università di Losanna, in Svizzera, emerge invece che i residui dell'impatto di Chicxulub precederebbero il limite K-T di 300.000 anni.
 "Dagli scavi di El Penon e di altre località del Messico, si sa che gli strati compresi tra quattro e nove metri di profondità nei sedimenti si depositarono al ritmo di due/tre centimetri per migliaio di anni dopo l'impatto. Il livello dell'estinzione di massa può essere osservato nei sedimenti al di sopra di questo intervallo”, ha spiegato la Keller.


I sostenitori della teoria dell'impatto ritengono invece che il cratere e l'estinzione di massa appaiono distanti negli registrazioni dei sedimenti solo a causa di un terremoto o di uno tsunami provocati dallo stesso impatto dell'asteroide.
"Il problema della teoria dello tsunami è che il complesso di arenaria non si è depositato dopo ore o giorni: per la deposizione occorse un periodo di tempo molto lungo", ha continuato la Keller.
Nel corso dello studio infatti si è trovato che i sedimenti che separano i due eventi sono caratteristici di condizioni normali  con tanto di cinicoli corrispondenti a tane scavate da organismi che colonizzavano il fondo oceanico, e di fenomeni di erosione e di trasporto di sedimenti ma senza traccia di disturbi strutturali.
Gli scienziati, inoltre, hanno concluso che non esistono prove convincenti del fatto che l'impatto di Chicxulub ebbe l'effetto drammatico sulla diversità delle specie che è stato sostenuto in passato. In un sito di El Penon, infatti sono state trovate 52 specie presenti nei sedimenti al di sotto dello strato delle sferule da impatto, e altre 52 nello strato al di sopra.
La spiegazione alternativa, ha concluso la Keller, è che le eruzioni dei Trappi del Deccan, in India, potrebbero essere stati responsabili dell'estinzione, per effetto del massiccio rilascio di polveri e gas che avrebbero bloccato la luce solare e creato un notevole effetto serra.

 

In sostanza, si è sempre pensato ad un colossale meteorite che cadendo sulla terra abbia sollevato tanta polvere da oscurare il cielo causando l'estinzione dei dinosauri. Meteorite caduto fra il Golfo del Messico e la Penisola dello Yucatan.
Ma qualche tempo fa, un gruppo di studiosi hanno messo in dubbio questa teoria, eseguendo un accurato esame sui dati raccolti da una perforazione nel cratere da impatto Chicxulub chiamata Yaxcopoil-1, concludendo che il meteorite sia caduto molti anni prima della data della grande scomparsa dei Dinosauri.
Con questa nuova scoperta, viene messa in discussione la tesi del meteorite che cadendo sulla Terra, causò una serie di sconvolgimenti globali, tanto da causare non solo la scomparsa dei rettili ma anche l'estinzione di altre numerose forme di vita.
I nuovi dati dicono che il colpo finale ai Dinosauri sia stato dato da grandi eruzioni vulcaniche che oggi sono chiamati i Trappi del Deccan. Il fiume di lava che inondò l’India per formare il Deccan risale proprio a 65 milioni di anni fa.
I trappi del Deccan è una parte dell'India che è il risultato di eruzioni vulcaniche da vero Record, un'enorme estensione che da sola fa capire quale importanza questo fenomeno deve avere avuto nella storia della Terra: le singole colate di lava hanno un volume che supera i diecimila chilometri cubi.

Gli studi magnetici e paleontologici concordano nel circoscrivere la durata del vulcanismo del Deccan a circa 500.000 anni, la migliore risoluzione di tempo ottenibile usando le tecniche attuali.
Inoltre questo tempo è da intervallare fra la fine del Cretaceo (Maastrichtiano sup.) e l'inizio del Terziario.


Queste enormi eruzioni di massa e l'enorme quantità di gas emesse dai vulcani (tanto da formare un effetto serra su scala globale), avrebbero determinato quasi sicuramente gli effetti che oggi i paleontologi possono rilevare nelle rocce sedimentarie al limite delle due Ere Geologiche. Lo stesso iridio scoperto a Gubbio, può essere fatta risalire alle eruzioni vulcaniche e non necessariamente all'impatto di un corpo cosmico.

Queste enormi eruzioni avrebbero causato gli sconvolgimenti climatici per causare una estinzione di massa al limite K/T, l'enorme quantità di gas emessi dai Vulcani e di altre sostanze avrebbero determinati quasi sicuramente gli effetti che oggi i paleontologi possono rilevare nelle rocce sedimentarie al limite delle due Ere Geologiche.
Anche la prova famosa dell'Iridio, scoperta a Gubbio (Italia), può essere fatta risalire alle eruzioni Vulcaniche e non necessariamente all'impatto di un oggetto cosmico.

I ricercatori William H Zoller,Ilhan Olmez e colleghi dell’Università del Maryland hanno scoperto anomali aumenti di iridio in particelle emesse dal vulcano Kilauea, nell’isola di Hawaii. J.P. Toutain e G. Meyer dell’Institut de Physique du globe hanno trovato iridio in particelle emesse da un altro vulcano, il Piton de la Fournaise, sull’isola di Reunion, che è correlato al vulcanismo del Deccan.


In conclusione, la scomparsa dei dinosauri si si presume sia avvenuta in seguito a cambiamenti geografici e climatici che avrebbero ristretto la «nicchia» ecologica dei grandi rettili fino a renderne impossibile la sopravvivenza, estinzione consumata nel periodo di milioni di anni a seguito di cambiamenti geografici e climatici come per esempio per effetti termici, o caldi o freddi. Un aumento della temperatura, «l’effetto serra», avrebbe fatto salire il livello dei mari diminuendo la superficie dei pascoli o, più probabilmente, un irrigidimento della temperatura sul pianeta potrebbero essere stati i fenomeni ecologici sfavorevoli ai dinosauri.

Il dogma dell'estinzione dei Dinosauri a causa di un asteroide sarà certamente difficile da sradicare dai sogni della gente.


 

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