giovedì 25 marzo 2010

Le grandi estinzioni di massa spiegate con gli espandimenti basaltici

Mi riallaccio al post che avevo scritto giusto un anno fa sull'argomento perchè della vicenda se n'è parlato parecchio negli ultimi giorni.
Le estinzioni di massa hanno sempre messo a dura prova geologi e biologi ed è sempre stata motivo di scontro fra diverse ipotesi e persino negata da alcuni creazionisti che addirittura sostengono che il biblico racconto di Giona si riferisca ad un diplodoco. Il problema fondamentale è che accadimenti simili non possono essere spiegati con il principio dell'attualismo, nel senso che in quei momenti ci sono stati dei fenomeni particolari, non comuni nella storia del nostro pianeta.

ASTEROIDE O VULCANISMO? SI RIAPRE LA QUERELLE. L'estinzione più studiata e dibattuta (anche se non la più violenta) è quella della fine del cretaceo, che ha permesso ai mammiferi di passare al vertice della catena biologica scalzando i dinosauri.
Per spiegarla è stato evocato tutto, dalla mano di Dio a malattie, variazioni climatiche etc etc. Alla fine la competizione darwiniana su queste idee ne ha lasciate in piedi solo due, le “più adatte” a spiegare i motivi della catastrofe: l'asteroide e le eruzioni del Deccan, avvenimenti entrambi che si sono svolti proprio in quel particolare momento
Purtroppo il dibattito è un po' viziato dai preconcetti di chi “crede” (nel pieno senso della parola!) ad una ipotesi piuttosto che all'altra, e non mi riferisco soltanto agli Alvarez, i primi ideatori della teoria dell'asteroide. Come dice anche un mio amico molti “credono” nell'una o nell'altra ipotesi, rifiutando persino di considerare attendibili le possibili prove del campo avverso.
Si comincia con un articolo su Science in cui un pool internazionale di ricercatori in base a dati geochimici, paleontologici e geofisici conferma che la caduta dell'asteroide ha provocato il disastro.
A questi rispondono altri ricercatori capitanati da Michael Prauss dell'Università di Berlino, secondo i quali nei sedimenti texani che hanno esaminato si evidenziano grossi cambiamenti climatici preesistenti all'impatto dell'asteroide. Quanto alla causa, la indicano nelle eruzioni basaltiche che all'epoca stavano formando i trappi del Deccan'.

I PROBLEMI DELLE DUE IPOTESI. L'impatto è sicuramente anteriore al K/T e nessuno può dubitare che il cratere ci sia e abbia un'età quantomeno vicina a quella dell'evento. Ma i sostenitori di questa ipotesi devono affrontare alcune questioni:
- alcune ricerche dimostrerebbero che l'impatto di Chuxchub (si scrive così???) sia avvenuto un po' prima dell'estinzione (c'è chi parla di 300.000 anni prima). Il che è un ostacolo notevoli per chi sostiene una catastrofe biologica immediatamente posteriore allo schianto.

- la fine del Cretaceo è stato un periodo piuttosto difficile per la vita, in particolare per quella marina: il livello dei mari si è innalzato e si sono formati una serie di bacini marini poco profondi in cui la circolazione delle acque era molto difficile, come l'odierno Adriatico. Questo ha avuto delle grosse ripercussioni su tutta la catena biologica delle piattaforme continentali, colpendo per esempio le ammoniti, in grave difficoltà di suo nel Cretaceo Superiore e sicuramente ha diminuito l'area a disposizione degli animali terrestri, segnatamente quella delle zone umide vicine al mare, notoriamente fra le più ricche di vita, almeno prima della colonizzazione umana e delle bonifiche.

- a Gubbio, come avevo già segnalato, nella famosa serie del Bottaccione ci sono due livelli di sedimenti simili a quello corrispondente al K/T e che sono correlati a due AOE (eventi anossici oceanici). 
Entrambi sono coevi a due piccoli picchi di estinzione di specie, cioè a delle estinzioni di massa “minori”, sempre avvenuti nel cretaceo e per la precisione nell'aptiano (“livello Selli”), e al limite cenomaniano – turoniano (“livello Bonarelli”). Sono stati attribuiti a fasi in cui un forte vulcanismo ha pesantemente alterato la composizione dell'atmosfera. Possibile allora che il livello simile, corrispondente al K/T, abbia un'origine diversa?

- Passiamo agli animali: come fa notare sotto pseudonimo un noto geologo su paleofox gli anfibi sono passati indenni e gli Aracnidi, che sono in cima alla piramide alimentare nel "microcosmo", pure. Vista la sensibilità al problema dell'acidità delle acque e degli UV tipica degli anfibi la cosa appare quantomeno contrastante.
Come gli anfibi, sono sopravvissuti coccodrilli e tartarughe acquatiche. Quindi sembra che gli ambienti umidi di fiume siano stati risparmiati, nonostante le piogge acide che sarebbero state innescate dall'impatto.

I sostenitori dell'origine vulcanica devono invece confrontarsi con le sferule e con l'anomalia nell'iridio presenti nei sedimenti dell'epoca. C'è chi sostiene che entrambi i fenomeni possono essere spiegati dalle eruzioni e addirittura i ricercatori canadesi Turgeon e Creaser hanno trovato l'anomalia dell'iridio anche nel “livello Bonarelli”. Quanto alle sferule, le stesse sono eruttate attualmente dal vulcano Piton de la Furnace, un vulcano nell'Oceano Indiano posto dove ora la zolla indiana sta passando sopra al punto del mantello terrestre in cui è situato il pennacchio caldo che 65 milioni di anni fa dette origine ai trappi (all'epoca la crosta dell'India passava proprio sopra quel punto). 
Alti valori di iridio sono stati misurati pure nelle lave del Kilauea, nelle Hawaii, il cui vulcanismo ha un meccanismo di formazione simile a quello dei Trappi.
Poi, aggiungo, siccome il meteorite è cascato davvero, potrebbero anche provenire da quello senza che però sia stato proprio lui ainnescare il disastro.

CONFRONTO FRA LE VARIE ESTINZIONI DI MASSA ALLA RICERCA DI UN DENOMINATORE COMUNE. Per capire l'origine delle estinzioni di massa occorre confrontarle fra loro e capire se c'è un unico comun denominatore. Ed è stato trovato: la formazione contemporanea agli eventi dei LIP (large igneous provinces), espandimenti basaltici improvvisi o quasi come appunto quelli del Deccan,

Nel Permiano medio ci sono tracce di una estinzione generalizzata (estinzione guadalupiana). Contemporaneamente si nota la deposizione di una forte copertura basaltica in quella che oggi è la Cina meridionale, che ha formato la cosiddetta Emei Shan flood basalt province. Queste eruzioni sarebbero avvenute in un mare poco profondo.

La cosiddetta “madre di tutte le estinzioni” è quella alla fine del Permiano. Negli ultimi anni è stata addebitata a un riscaldamento della Terra con l'interruzione della circolazione oceanica o alla emissione di gas dal bacino dello Zechstein, un enorme lago salato che si estendeva tra le attuali Gran Bretagna, Germania Settentrionale e Polonia le cui emissioni di gas idrogenati (cloroformio, tricoloroetilene ed altri), avrebbero avvelenato l'atmosfera; idea a prima vista fantasiosa ma venuta alla luce perchè dei depositi salini hanno davvero emesso questi gas. Però notiamo come alla fine del Permiano ci sono state le eruzioni dei Trappi siberiani, che rappresentano il più grande plateau basaltico conosciuto. Formatisi in un tempo molto ristretto, tra 248 e 250 milioni di anni fa, coprono una superficie di 25 milioni di kmq, cioè 3 volte gli Stati Uniti: è come se uno spessore di 3 metri avesse coperto tutto il globo terrestre. Sotto ai trappi ci sono dei forti spessori di evaporiti, per cui la dispersione in atmosfera di composti venefici come cloroformio e altri alogenati sarebbe stat causata dall'interazione dei magmi con le evaporiti. Quindi si spiegano così e non con rilasci dallo Zechstein i livelli ricchi in questi composti trovati nei sedimenti dell'epoca in diverse parti del mondo.

Anche l'estinzione di fine Triassico è contemporanea all'effusione di grossi espandimenti basaltici, quelli della Provincia Magmatica dell'Atlantico Centrale, precursori dell'apertura dell'Oceano Atlantico. Diffusi tra USA sudorientali, Africa Occidentale e America Meridionale, in Amazzonia i basalti si sono intrusi in una serie di evaporiti

Quanto al K/T i basalti del Deccan, è quasi certo che al di sotto vi siano evaporiti: i magmi hanno tracce di contaminazioni crustali.

Un espandimento basaltico è corrispondente anche al limite Paleocene – Eocene. Nell'occasione le coperture hanno interessato alcune zone attorno all'Atlantico Settentrionale, tra Groenlandia e Gran Bretagna, probabilmente correlato alla apertura di questo braccio oceanico.
In questo caso c'è stata una forte estinzione di foraminiferi bentonici.

LE ESTINZIONI SONO COLLEGATE ALLE LIP?. Da questi dati appare chiaro che tutte le estinzioni di massa almeno dal Permiano in poi coincidono con la formazione di grossi espandimenti basaltici, che sono spesso collegati a evaporiti. Nel caso dell'Emei Shan invece i sali potrebbero direttamente essere quelli dell'acqua marina. 
E' interessante capire l'associazione fra le due condizioni. La soluzione più semplice è che gli espandimenti basaltici arrivano in superficie grazie a zone in cui la crosta è indebolita, e le zone di rift (anche molto vecchie) sono quelle più indicate da questo punto di vista. E nelle zone di rift è facile che ci siano evaporiti.

La correlazione fra espandimenti basaltici ed estinzioni sembrerebbe quindi acclarata, però i sostenitori dell'impatto meteoritico non demordono e anzi nasce una nuova linea di pensiero: un impatto particolarmente forte porterebbe alla formazione di un espandimento basaltico più o meno nella parte opposta della Terra. Un team dell'università dell'Ohio avrebbe trovato infatti un cratere molto grande in Antartide: sarebbe vecchio di 250 milioni di anni e in posizione opposta a quella della Siberia del tempo.

Però non mi pare che 65 milioni di anni fa il Deccan e lo Yucatan fossero in simili condizioni. Allora, potrebbe davvero essere un caso che il meteorite abbia colpito lo Yucatan proprio in corrispondenza o quasi di una estinzione di massa? Bisognerebbe dire che statisticamente sia difficile. Eppure è probabile che sia così.

8 commenti:

PiT ha detto...

Interessante articolo, se veramente 65 milioni di anni fa c'è stato questo concatenarsi di eventi, è veramente incredibile, un'attività vulcanica unita all'arrivo di un meteorite enorme, sembra che qualcuno ci abbia messo lo zampino per decretare la fine dei grandi dinosauri e la conseguente espansione dei mammiferi.
Per quanto riguarda l'estinzione del permiano, si è visto che nell'attuale Siberia si aprirono fratture enormi nella terra, lunghe anche centinaia di chilometri, da dove uscivano milioni di metri cubi di lava e gas, le cosiddette fratture a faglia, che sono le più pericolose per l'ambiente, per fare un esempio, quella di Laki in Islanda circa 1000 anni fa, espulse circa 20 milioni di lava basaltica ed in confronto a quella siberiana, quella di Laki è stata minuscola.

Aldo Piombino ha detto...

l'eruzione del Laki del 1783 è classificata come la quinta eruzione più dannosa della storia umana e le sue conseguenze arrivarono sull'Europa Centrale.
Ne ho già parlato in passato.
In effetti potevo citarla come esempio, ricordando che rispetto a una qualsiasi delle eruzioni che ci sono state nel Deccan siamo davanti ad un topolino confrontato con un elefante o (ancora più realistico) con una balena.
ringrazio quindi perchè ho avuto l'occasione di integrare il post

PiT ha detto...

Il Laki fa parte della dorsale medio atlantica ed è proprio su un punto caldo della crosta terrestre, se proprio c'è qualcosa di cui avere timore sono proprio le eruzioni a faglia che si scatenano in quelle zone, se sono di lunga durata, possono provocare lunghi sconvolgimenti climatici, anche di decenni. Nel 1783 la popolazione mondiale era di tanto inferiore a quella odierna e come già detto da lei, l'eruzione del Laki fece danni a livello mondiale. Non credo che il mondo di oggi sia pronto ad affrontare questo tipo di eventi, speriamo che accada fra tantissimo tempo.
A proposito che ne pensa del Marsili? Lei ne parlava della sua pericolosità nel 2008, invece oggi Boschi lancia l'allarme e dice che ci vogliono fondi per il monitoraggio, se veramente esplodesse o ci fosse una caduta di una parete e si formasse uno tsunami, sarebbe veramente uno scenario da incubo nel Tirreno ed in alcune parti del Mediterraneo.

Aldo Piombino ha detto...

non ho il dato sottomano ma già qualche millennio AC un'eruzione in Islanda sconvolse l'Europa, in particolare la Scandinavia. Ho letto un resoconto su Parigi nel 1783, mi pare di Benjamin Franklin ed era terrificante.

Quanto al Marsili non sapevo della uscita di Boschi. Ma se ha detto questo non posso che essere completamente d'accordo con lui.

Però in novembre a una mia domanda un vulcanologo dell'INGV mi rispose che il Marsili non era fra le priorità.
Allego domanda e risposta qui sotto:

(Aldo Piombino) Why this volcano is so poorly known and what do you think about his history? Why this volcano is completely ignored by the INGV?

BB: Well, it is not exactly true that Marsili is ignored by the INGV, although I agree that it has so far received relatively little attention. .........(from) a report on seismic studies carried out by the INGV in 2006.... it appears that the volcano is active, if not erupting.
However, the INGV's main mission is to deal with volcanic hazards and volcano surveillance for the sake of Civil Defence, which grants much of the funding for the institute, and Marsili is not to be considered among the really, really hazardous volcanoes in Italy, considering that we've got to deal with pretty monstrous examples such as Vesuvius, Campi Flegrei, Vulcano, and possibly even the Colli Albani.
This is why Marsili is not given much priority, although I believe all of us find it a pretty intriguing object of study.

PiT ha detto...

Sarà successo qualcosa di importante nel Marsili, perché Boschi non è tipo da queste uscite eclatanti, è sempre uno che va leggero nelle sue dichiarazioni, e questo fa pensare su cosa stia accadendo nell'area del Marsili. Probabilmente i vulcani sottomarini sono il più grande pericolo per chi abita le nostre coste e quelle del mediterraneo, considerando soprattutto il vulcano Colombo al largo di Santorini, probabilmente uno dei vulcani sottomarini più pericolosi al mondo. Considerando i pericoli ed i fondi che Italia e Grecia destinano a queste ricerche, spero che prima o poi ci sia un vero piano di monitoraggio per questo tipo di possibile evento catastrofico.

Per quanto riguarda le estinzioni di massa su piccola scala, sono rimasto affascinato dall'improvvisa scomparsa dell'uomo di Clovis, avvenuta all'incirca 12-13.000 anni fa in Nord America, probabilmente a causa di uno o più meteoriti che vi si abbatterono, alcuni ricercatori ritengono che questo evento possa aver contribuito a raffreddare di molto il clima con la conseguente scomparsa della mega fauna erbivora che popolava il Nord America.

Aldo Piombino ha detto...

quanto al marsili, ho scritto un nuovo post.

quanto ai clovis, sì,ci sono voci e ipotesi di una estinzione a causa di un impatto meteoritico, ma è un'idea moltocontrastata.
Specificamente i clovis scompaiono durante lo Younger dryas, ma non è detto che si siano proprio estinti: è possibile che dalla cultura clovis si siano evolute edifferenziate altre culture.
quanto ai cambi faunistici, è possibile (o addirittura piùche propbabile) che gli esserei umani hanno fatto il loro, ma le variazioniclimatiche dell'area nel periodo sono state enormi, per cui dare tutta la colpa ai clovis mi appare un pò esagerato

PiT ha detto...

Lungi da me dare la tutta ai Clovis, ma ci sono state altre glaciazioni e conseguente scioglimento simile all'ultima glaciazione, ma un estinzione della mega fauna come nell'ultima glaciazione è difficile ritrovarla.
Diciamo che sono dell'idea, che l'essere umano abbia aiutato o messo lo zampino per fare estinguere la mega fauna che esisteva all'epoca.
L'essere umano manipola il mondo animale per i suoi scopi e non sempre fa il bene di questi ultimi.

Aldo Piombino ha detto...

io sarei molto d'accordo ma non tutti i dati sono a favore di questa ipotesi