El vulcanismo extremo no causó la extinción masiva de especies a finales del Cretácico

Un estudio publicado en la revista Geology descarta que los episodios volcánicos extremos influyeran en la extinción masiva de especies a finales del Cretácico. Los resultados reafirman la hipótesis del impacto de un gran asteroide como la causa de la gran crisis biológica que hace 66 millones de años acabó con la estirpe de los dinosaurios no aviares y otros organismos marinos y terrestres.

El trabajo ha sido realizado por la investigadora Sietske Batenburg, de la Facultad de Ciencias de la Tierra de la Universidad de Barcelona, y los investigadores Vicente Gilabert, Ignacio Arenillas y José Antonio Arz, del Instituto Universitario de Investigación en Ciencias Ambientales de Aragón (IUCA-Universidad de Zaragoza).

Límite K/Pg: la gran extinción del Cretácico en las costas de Zumaia

El escenario de este estudio han sido los acantilados de Zumaia (Guipúzcoa), que contienen una sucesión excepcional de estratos que revela la historia geológica de la Tierra en el período de 115 a 50 millones de años (Ma). En este entorno, el equipo ha analizado sedimentos y rocas ricas en microfósiles que se depositaron entre hace 66,4 y 65,4 Ma, un intervalo de tiempo que incluye el famoso límite Cretácico-Paleógeno (K/Pg). Datado en 66 Ma, el límite K/Pg separa las eras mesozoica y cenozoica y coincide con una de las cinco grandes extinciones en masa del planeta.

En el estudio, el equipo ha analizado los cambios climáticos que se produjeron justo antes y después de la extinción masiva marcada por el límite K/Pg, así como su posible relación con esta gran crisis biológica. Por primera vez, se ha examinado si este cambio climático coincide en la escala temporal con sus posibles causas: el vulcanismo masivo del Decán (India) —uno de los episodios volcánicos más violentos en la historia geológica del planeta— y las variaciones orbitales de la Tierra.

«La particularidad de los afloramientos de Zumaia radica en que allí se acumularon dos tipos de sedimentos —unos más ricos en arcillas y otros más ricos en carbonatos— que hoy podemos identificar como estratos de margas y calizas que alternan entre sí formando ritmos», destaca la investigadora Sietske Batenburg, del Departamento de Dinámica de la Tierra y del Océano de la UB. «Esta fuerte ritmicidad en la sedimentación se relaciona con las variaciones cíclicas que sufre la orientación e inclinación del eje de la Tierra en el movimiento de rotación, así como en el movimiento de traslación alrededor del Sol».

Estas configuraciones astronómicas —los famosos ciclos de Milankovitch, que se repiten cada 405.000, 100.000, 41.000 y 21.000 años— regulan la cantidad de radiación solar recibida, modulan la temperatura global de nuestro planeta y condicionan el tipo de sedimento que llega a los océanos. «Gracias a estas periodicidades identificadas en los sedimentos de Zumaia, hemos podido establecer la datación más precisa de los eventos climáticos que acontecieron en torno a la época en la que vivieron los últimos dinosaurios», explica el doctorando Vicente Gilabert, del Departamento de Ciencias de la Tierra de la Universidad de Zaragoza, que defenderá su tesis doctoral a finales de este año.

Foraminíferos planctónicos: revelando el clima del pasado

El análisis isotópico del carbono-13 sobre las rocas en combinación con el estudio de los foraminíferos planctónicos —unos microfósiles empleados como indicadores bioestratigráficos de alta precisión— ha permitido reconstruir el paleoclima y la cronología de los sedimentos de Zumaia. Más del 90 % de las especies de foraminíferos planctónicos del Cretácico de Zumaia se extinguieron hace 66 Ma, coincidiendo con una gran perturbación en el ciclo del carbono y con una acumulación de esférulas de vidrio de impacto originadas por el asteroide que impactó en Chicxulub, en la península del Yucatán (México).

Asimismo, las conclusiones del estudio revelan la existencia de tres eventos de intenso calentamiento climático —conocidos como eventos hipertermales— que no están relacionados con el impacto de Chicxulub hace unos 66 millones de años. El primero, denominado LMWE y anterior al límite K/Pg, ha sido fechado entre 66,25 y 66,10 Ma. Los otros dos eventos, posteriores a la extinción masiva, se denominan Dan-C2 (entre 65,8 y 65,7 Ma) y LC29n (entre 65,48 y 65,41 Ma).

En la última década, existe un intenso debate sobre si los eventos hipertermales mencionados fueron o no provocados por el incremento en la actividad volcánica del Decán, que emitió grandes cantidades de gases a la atmósfera. «Nuestros resultados indican que todos esos eventos están en sincronía con unas configuraciones orbitales extremas de la Tierra conocidas como máximos de excentricidad. Solo el LMWE, que produjo un calentamiento global estimado de entre 2 y 5 ºC, parece tener una relación temporal con un episodio eruptivo del Decán, lo que sugiere que fue causado por una combinación de los efectos del vulcanismo y el último máximo de excentricidad del Cretácico», detallan los expertos.

Variaciones orbitales de la Tierra alrededor del Sol

Los cambios climáticos globales que ocurrieron a finales del Cretácico y comienzos del Paleógeno —entre 250.000 años antes y 200.000 años después del límite K/Pg— se debieron a máximos de excentricidad de la órbita de la Tierra alrededor del Sol.

Ahora bien, la excentricidad orbital que influyó en los cambios climáticos antes y después del límite K/Pg no está relacionada con la extinción masiva de especies de finales del Cretácico. Los cambios climáticos ocasionados por los máximos de excentricidad y aumentados puntualmente por el vulcanismo del Decán ocurrieron de manera gradual en una escala de cientos de miles de años.

«Estos datos confirmarían que la extinción fue causada por algo completamente externo al sistema terrestre: el impacto de un asteroide que ocurrió 100.000 años después de este cambio climático de finales del Cretácico (el LMWE)», apunta el equipo investigador. «Además, los últimos 100.000 años previos al límite K/Pg se caracterizan por una gran estabilidad ambiental sin perturbaciones evidentes, y la gran extinción masiva de especies ocurrió de manera instantánea en la escala de tiempo geológico», concluyen.