El final del período Cretácico hace 66 millones de años fue un momento difícil para vivir en la Tierra.
Tres catástrofes mundiales ocurrieron casi simultáneamente: el meteorito de Chicxulub se estrelló contra lo que ahora es la península de Yucatán en México, la masiva provincia volcánica de Deccan Traps en la India moderna entró en erupción y unas tres cuartas partes de las plantas y animales de la Tierra, incluidos todos los dinosaurios no aviarios, se extinguió La ocurrencia de estos tres eventos al mismo tiempo en la historia de nuestro planeta ha alimentado un debate de décadas sobre los vínculos causales. O bien una gran secuencia de erupciones volcánicas o un impacto extraterrestre podrían causar una extinción masiva, pero ¿estaban todos conectados de alguna manera?
Como científicos de la Tierra, tenemos razones para creer que puede haber otro evento para agregar a la lista. Nuestra nueva investigación, publicada en Science Advances, muestra que el impacto de Chicxulub puede haber desencadenado actividad volcánica adicional lejos de las trampas Deccan, a lo largo de decenas de miles de millas de crestas volcánicas submarinas que se encuentran en los bordes de las placas tectónicas. El impacto del meteorito causó grandes olas sísmicas que viajaron alrededor del globo y aparentemente fueron capaces de expulsar el magma del manto hacia la corteza oceánica. Esto presumiblemente sería una mala noticia para los dinosaurios y otras especies de flora y fauna de la época.
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Es bien sabido que la actividad sísmica puede desencadenar una variedad de fenómenos hidrológicos y, a veces, incluso erupciones volcánicas. Después de los grandes terremotos cercanos, las corrientes secas pueden comenzar a fluir, los niveles de los pozos pueden subir o bajar, y los géiseres a veces entran en erupción. La sismicidad también desencadena la actividad volcánica, pero solo cuando las condiciones son correctas: solo alrededor del 0.4 por ciento de las erupciones volcánicas explosivas pueden ser desencadenadas por grandes terremotos.
Entonces, ¿podría el terremoto masivo generado cuando el meteorito Chicxulub chocó contra la Tierra estar relacionado con las erupciones en curso en las trampas de Deccan? Esta provincia volcánica cubrió gran parte de la India con flujos de lava en menos de un millón de años. Un equipo de investigadores liderado por Berkeley de la Universidad de California (incluido uno de nosotros, Leif Karlstrom) revisó la posibilidad de una conexión entre estos dos eventos.
Los esfuerzos más recientes para fechar estas erupciones han demostrado claramente que las trampas Deccan comenzaron a arrojar lava antes del impacto del meteorito y la extinción masiva. Pero el estudio dirigido por Berkeley sugirió que el impacto de Chicxulub provocó un rápido aumento en su tasa de erupción. De ser cierto, los tres eventos podrían estar conectados: el impacto sería seguido por una actividad volcánica acelerada que podría contribuir a la extinción en masa.
Flujos de lava bajo el agua rezuman entre las placas tectónicas, como en Axial Seamount, donde se encuentra encima de las lavas más antiguas. (Bill Chadwick, Oregon State University y ROV Jason, Woods Hole Oceanográfico Institution, CC BY-ND) **********
Si la hipótesis de activación por impacto es correcta, esperaríamos que otros sistemas volcánicos también se hubieran activado.
En un momento dado, la gran mayoría de la actividad volcánica en la Tierra no se produce en inundaciones de magma que cubren continentes o en explosiones como en el Monte St. Helens. Está en el fondo marino, donde las placas tectónicas se están separando. A medida que la corteza terrestre se divide, la capa de manto en su mayoría sólida se eleva para llenar el espacio creado. Se derrite a medida que se descomprime en el camino.
Ilustración de una cresta en medio del océano, con magma saliendo del manto y erupcionando a través de la corteza en el límite entre las placas tectónicas. (Antecedentes, E. Paul Oberlander, Servicios Gráficos de WHOI. Inset, Bill Chadwick, Oregon State University, y ROV Jason, Institución Oceanográfica Woods Hole. Modificado por Joseph Byrnes, CC BY-ND) Este nuevo magma se infiltra en la superficie y alimenta una actividad volcánica casi continua a lo largo de lo que se conoce como cordilleras en el medio del océano. Este proceso crea prácticamente toda la corteza en el fondo del océano. Dado que las edades del fondo marino son relativamente conocidas, conserva un registro de actividad volcánica oceánica que se remonta a más de 100 millones de años. Este notable registro de actividad volcánica crea una oportunidad para probar la hipótesis desencadenante.
En nuestro nuevo estudio, utilizamos conjuntos de datos disponibles públicamente para hacer un registro de la estructura del fondo marino que se remonta a 100 millones de años. Dado que existen mejores mapas topográficos para Marte y Venus que para el fondo marino de la Tierra a escala global, nos vimos obligados a utilizar métodos indirectos para buscar variaciones en las estructuras del fondo marino.
Las variaciones mínimas en la fuerza de la gravedad en diferentes lugares medidos por satélites proporcionan la herramienta de mapeo necesaria. Las manchas que tienen una cantidad excesiva de roca asentada en el fondo marino, como es de esperar como resultado de la actividad volcánica acelerada, tendrán una medida ligeramente más fuerte para el campo gravitacional de la Tierra.
El tiempo con las anomalías estructurales más pequeñas en el fondo del mar, que indica un 8 por ciento más de anomalías en masa que en promedio, ocurre hace 66 millones de años y coincide con la edad del impacto del meteorito Chicxulub. (Byrnes y Karlstrom, Sci. Adv.2018; 4: eaao2994, CC BY-ND) Luego inspeccionamos el registro de estas "anomalías de gravedad" para buscar cualquier cambio en la estructura del fondo marino que ocurriera rápidamente. Encontramos una abundancia inusual de estas pequeñas anomalías estructurales en el fondo marino que ocurrió dentro de 1 millón de años después del impacto de Chicxulub. Las anomalías de la gravedad son consistentes con pilas de material en exceso de aproximadamente 650 pies de altura que se encuentran en el fondo marino de 66 millones de años en los océanos Índico y Pacífico.
El volumen total de material en exceso es difícil de precisar, porque se podría haber inyectado una gran cantidad de magma en la corteza inferior, donde tendría una firma gravitacional más débil. Pero estimamos que alrededor del momento del impacto de Chicxulub, del orden de 23, 000 a 230, 000 millas cúbicas de magma surgieron de las crestas del océano medio, en todo el mundo. Esto está a la par con los eventos eruptivos más grandes en la historia de 4.500 millones de años de la Tierra, incluidas las trampas Deccan.
Los puntos marcan áreas en el fondo marino que muestran altas tasas de propagación en el momento del impacto de Chicxulub hace 66 millones de años. Los colores indican la anomalía de gravedad máxima dentro de 2 grados. (Byrnes y Karlstrom, Sci. Adv.2018; 4: eaao2994, CC BY-ND) **********
Nuestras observaciones sugieren la siguiente secuencia de eventos al final del período Cretácico. Hace poco más de 66 millones de años, las trampas Deccan comienzan a entrar en erupción, probablemente iniciadas por una columna de roca caliente que se eleva desde el núcleo de la Tierra, de alguna manera similar a lo que está sucediendo debajo de Hawai o Yellowstone hoy, que impactó en el lado de la placa tectónica de la India. Las crestas y los dinosaurios en el medio del océano continúan su actividad normal.
Aproximadamente 250, 000 años después, Chicxulub golpea la costa de lo que se convertirá en México. El impacto causa una interrupción masiva en el clima de la Tierra, inyectando partículas en la atmósfera que eventualmente se asentarán en una capa de arcilla que se encuentra en todo el planeta. Después del impacto, la actividad volcánica se acelera por decenas a cientos de miles de años. Las crestas del océano medio hacen erupción grandes volúmenes de magma, mientras que las erupciones de las trampas de Deccan inundan la lava en gran parte del subcontinente indio. Al final, tres cuartos de las especies de plantas y animales de la Tierra han desaparecido; Los únicos dinosaurios restantes son la variedad emplumada y voladora, normalmente conocida como aves.
Ahora, el objetivo es refinar aún más nuestra comprensión de cada evento y sus interacciones. ¿Hubo suficiente actividad en la cresta del océano medio para contribuir a la extinción masiva, o fue el volcanismo submarino desencadenado simplemente un síntoma de alguna dolencia planetaria más significativa? ¿Fueron otros sistemas volcánicos provocados por el impacto de Chicxulub? ¿Qué jugó un papel más importante en la conducción de la extinción: el volcanismo o el meteorito?
Lo que está claro es que esta nueva investigación apunta a conexiones a escala global entre catástrofes, un buen recordatorio de que los eventos que ocurren en el otro lado del planeta pueden tener efectos en todas partes.
Este artículo fue publicado originalmente en The Conversation.
Leif Karlstrom, Profesor Asistente de Ciencias de la Tierra, Universidad de Oregon
Joseph Byrnes, Asociado Postdoctoral de Ciencias de la Tierra, Universidad de Minnesota
