This is an authorized translation of an Eos article. Esta es una traducción al español autorizada de un artículo de Eos.
La mayor extinción masiva en la historia de la Tierra ocurrió hace aproximadamente 252 millones de años al final del periodo Pérmico. Este evento de finales del Pérmico, comúnmente llamado la “Gran Mortandad”, resultó en la extinción del 80% de la vida marina, así como de muchos vertebrados terrestres. Fue impulsada por erupciones de roca fundida de volcanes en Siberia en el transcurso de cientos de miles de años; el calor y el dióxido de carbono liberados de estas erupciones llevaron a una acidificación oceánica y anoxia.
Explicaciones previas relacionaron la extinción de finales del Pérmico a estos niveles de oxígeno más bajos, pero hasta ahora no ha habido un consenso científico sobre la forma exacta en que los cambios atmosféricos causaron la mortandad. Ahora, un equipo liderado por el modelador biogeoquímico Dominik Hülse, un investigador postdoctoral en la Universidad de California, Riverside, espera cambiar eso. Usando un modelo 3D del sistema Tierra, los investigadores están proponiendo una explicación mecánica, determinada por la temperatura, para la extinción de finales del Pérmico que incorpora tipos de datos indirectos de una nueva manera, según Kimberly Lau, una profesora asistente de geociencias en la Universidad Estatal de Pensilvania y coautora de los hallazgos, publicados en Nature Geoscience.
Sistema complejo, modelado complejo
Estudios previos de modelado usaron un modelo estático de la bomba de carbono marina, un conjunto de procesos biológicos en los que el carbono de la atmósfera circula a través del océano y del sedimento oceánico. Los estudios de modelado estáticos asumían que la materia orgánica se degradaba a tasas uniformes a lo largo de las profundidades del océano.
El nuevo modelo provee una visión más amplia de la extinción de finales del Pérmico, explicando de manera más realista las condiciones que afectaron la extinción. “Es un sistema complejo, pero [estos] resultados del modelo muestran que solo incluyendo el efecto de la temperatura en la bomba biológica puede tener grandes impactos en la distribución espacial de los isótopos de carbono, lo cual tiene implicaciones realmente grandes para cómo los interpretamos y los vinculamos a perturbaciones de carbono en el pasado,” dijo Lau.
“Con este enfoque dependiente de la temperatura, los microbios remineralizan—respiran—esta materia orgánica más rápido cuando está más caliente. Es como cuando tienes comida en una mesa en exteriores. Si está más caliente, también se pudre más rápido.”
Hülse, Lau, y el equipo usaron un modelo dinámico basado en la temperatura que representaba tasas variables de degradación de la materia orgánica—y por lo tanto para áreas de bajo contenido de oxígeno—a medida que el océano se calentaba rápidamente. También redujeron la tasa de hundimiento de la materia orgánica particulada en un 22%, un cambio que refleja el nuevo entendimiento de que los organismos eran más pequeños y carecían de conchas de carbonato durante el periodo Pérmico, dijo Hülse. Finalmente, el modelo tomó en cuenta la sulfurización, la reacción de compuestos de materia orgánica con el sulfuro de hidrógeno que se acumula cuando los niveles de oxígeno son bajos. (Los microbios tienen dificultad para consumir los compuestos producidos.) Si bien modelos más antiguos habían estimado casi una completa anoxia, o falta de oxígeno, en el fondo marino, el modelo de Hülse estimó una anoxia menos extrema, en un caso de solo el 30%.
“Modelos previos, con el fin de crear áreas más grandes de anoxia en el fondo del océanoo sulfurode hidrógeno más arriba en el océano, si podían modelarlo, usualmente tenían que incrementar la entrada de nutrientes en el océano por mucho: 10 veces más, o a veces incluso más” dijo Hülse. Con el nuevo modelo, los niveles de nutrientes (en este caso, fósforo) requirieron solo duplicarse.
“Con este enfoque dependiente de la temperatura,” Hülse continuó, “los microbios remineralizan—respiran—esta materia orgánica más rápido cuando está más caliente. Es como cuando tienes comida en una mesa en exteriores. Si está más caliente, también se pudre más rápido… Es similar en el océano. Si se pone más caliente, los microbios trabajan más rápido, y respiran cosas más rápido, y por lo tanto, se respiran más arriba en la columna de agua.”
“¿Cómo incorporamos un modelo del sistema Tierra que es capaz de simular todos estos procesos que pudieron haber [ocurrido] juntos y que desencadenaron la extinción de finales del Pérmico?”
Ying Cui, una paleoclimatóloga de la Universidad Estatal de Montclair en Nueva Jersey, dijo que los cambios y suposiciones del nuevo modelo son razonables—si no las únicas explicaciones plausibles para el evento de finales del Pérmico. Cui, quien no participó en el estudio, señaló la complejidad de tratar de reconstruir la extinción masiva. “Plantea un montón de nuevas preguntas,” dijo Cui. “¿Cómo incorporamos un modelo del sistema Tierra que es capaz de simular todos estos procesos que pudieron haber [ocurrido] juntos y que desencadenaron la extinción de finales del Pérmico?”
Hülse estuvo de acuerdo en que modelar la extinción de finales del Pérmico es algo así como un enigma, ya que involucra importantes procesos del sistema Tierra en diferentes escalas de tiempo. Los modelos que son capaces de proporcionar una resolución espacial más alta típicamente no pueden incorporar datos de procesos que ocurrieron durante periodos de tiempo más largos, mientras que los modelos que funcionan durante periodos de tiempo más largos necesariamente incorporan menos detalles espaciales del lapso de tiempo estudiado.
—Robin Donovan (@RobinKD), Escritora de ciencia
This translation by Eva Alejandra Juárez Ávila, with editing by Anthony Ramírez-Salazar (@Anthnyy), was made possible by a partnership with Planeteando. Esta traducción fue posible gracias a una asociación con Planeteando.