Asteroide o volcanes: quién mató a los dinosaurios

Hace 66 millones de años, a finales del período Cretácico, casi tres de cada cuatro especies se extinguieron. Tanto plantas como animales. Entre ellos los impresionantes dinosaurios, a excepción de aquellos que evolucionaron en lo que hoy conocemos como aves. Sí, el gorrión que te mira desde el macetero al otro lado de la ventana es un heredero directo de los dinosaurios. Igual que las palomas que revolotean por las ciudades.

Durante muchos años, la extinción de tan colosales animales despertó la curiosidad de los científicos. Se plantearon muchas hipótesis para intentar dar respuesta a una extinción tan masiva en todo el planeta. ¿Qué pasó? 

Hasta ayer la respuesta parecía clara. Hace casi cuarenta años se descubrió en el Golfo de México, en lo que se conoce como Chicxulub, la huella de un enorme cráter de 180 kilómetros de diámetro. Un asteroide, llegado desde el espacio exterior, fue la causa de tan impresionante herida.

Un impacto de estas dimensiones desencadenó olas y vientos extremos en un radio de unos 1.000 kilómetros. Las mareas gigantes se transmitieron por todos los océanos del planeta arrasando las costas de todos los continentes. El suelo tembló y se desencadenó un terremoto masivo. Polvo, ceniza y vapor cubrieron el cielo. Las rocas eyectadas del lugar de impacto volaron a través de la atmósfera, se calentaron hasta la incandescencia y en su caída desataron enormes incendios.

Los geólogos han encontrado en el estrato geológico de la época, capas de carbón y hollín, que sugieren que gran parte de la vida vegetal y animal de la época se consumió en las llamas. Calculan que la mitad de la biomasa fue incinerada en los meses que siguieron a la caída del asteroide.

El asteroide, o cometa, se ha considerado la causa de la extinción masiva que puso fin a la Era de los reptiles y dio lugar a la Era de los mamíferos. Puede decirse que nuestra presencia es producto de aquel suceso. Que la vida de la Tierra depende de eventos que se originan más allá del sistema solar, incluso a años luz. El cráter de Chicxulub lo interpretamos así, de alguna manera conecta la vida con el resto del Universo, pero ayer, la hipótesis del cometa perdió algo de fuerza con la publicación simultánea de dos trabajos en la revista Science.

No niegan el impacto del asteroide, su marca en nuestro planeta es impresionante, igual que debieron serlo sus consecuencias, pero los nuevos estudios determinan que otros eventos catastróficos habían empezado unos años antes. La caída del meteorito fue el acelerador de un cataclismo geológico que ya estaba en marcha.

En el área de lo que hoy es la India, se abrieron un gran número de vetas volcánicas en el suelo, similar a la emergencia de lava que tuvo lugar el año pasado en Hawai (Fig. 1), pero de manera masiva. La región con surgencias de lava tiene el tamaño de Francia. Una enorme herida en el suelo que sangró lava ininterrumpidamente durante un millón de años. Sus gases invernaderos, de metano, dióxido de carbono y dióxido de azufre, generaron un cambio climático que hizo subir las temperaturas e intoxicó los océanos, dejando a los organismos vivos muy debilitados antes del impacto del asteroide.

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Fig 1. Vista área de la surgencia de lava en Hawai el año pasado.

Estas erupciones volcánicas son conocidas como las Traps del Decán, o escaleras del Decán, una formación volcánica visible en el centro-oeste de la India. El término “trap” es de origen sueco, y significa “escalera” en regencia a la apariencia escalonada de las colinas de la región (Fig. 2). Se formaron hace entre 60 y 68 millones de años, y hace años que se cree que su mayor erupción fue hace 66 millones de años, coincidiendo con la extinción del Cretácico.

Si buen cualquiera de los eventos hubiese causado varias extinciones, la extinción masiva es el producto de la combinación de ambos eventos

Algunos geólogos llevan tiempo argumentando que lo sucedido en Chicxulub no fue suficiente para explicar la transformación que sufría la Tierra y la vida. El problema, hasta ahora, había sido poder datar con precisión en que momento tuvieron lugar las erupciones volcánicas. Eso es precisamente lo que ha conseguido el trabajo del equipo de la Universidad de Princeton y del Centro de Geocronología de Berkeley en Estados Unidos, el Instituto de Ciencias de la Tierra de Suiza y la Universidad Amravati de India

Los investigadores han empleado un método de datación en el cual han usado como cronómetro el ritmo al que el uranio se va desintegrando radiactivamente hasta convertirse en plomo. Recogieron cientos de muestras de cristales de zircón –una pequeñas gemas granates como las que se pueden observar en Hoyazo de Níjar, en Almería–, que sometieron a la prueba del uranio. Así han podido determinar que en Decán hubo cuatro pulsos distintos en el tiempo, todos ellos arrojando enormes volúmenes de sulfuro y dióxido de carbono a la atmósfera. La lava debió matar cualquier organismo que viviese cerca de la región, pero los gases tuvieron un impacto global.  

Fig 2. Visión general de la zona volcánica de la India conocida como Traps de Decán o escaleras de Decán. Posible origen de las erupciones que acabaron con gran parte de las especies a finales del Cretácico.

Dos de las cuatro erupciones, según sus cálculos, tuvieron lugar miles de años antes de la caída del asteroide (Fig. 3). El planeta ya estaba climáticamente trastornado cuando tuvo lugar el impacto. “Los gases de los volcanes pude dar lugar a que el clima cambie drásticamente entre periodos cálidos y fríos, haciendo difícil la vida en la Tierra”, explica Schoene, el primer autor del trabajo. “Todo el mundo ha escuchado que los dinosaurios murieron por el impacto de un asteroide con la Tierra. Pero, mucha gente no es consciente de que han habido otras extinciones masivas en los últimos 500 millones de años, la mayoría de ellas, coinciden con grandes erupciones volcánicas”.

Fig 3. Gráfico en el cual se representan las cuatro momentos de gran actividad volcánica en la zona de Decán, con el impacto del meteorito en Chicxulub marcado por la banda gris, quedando dos eventos volcánicos antes y dos después. Fuente original de Sprain et al. Science 363: 866–870

Ya se conocían evidencias de cambios climáticos previos a la llegada del meteorito. Unos 400.000 años antes, el planeta se había ido calentado gradualmente unos 5 ºC. Los autores del estudio creen que los volcanes de Decán contribuyeron a esa subida de temperaturas, han llegado a estimar que el 80% de la lava fue arrojada al exterior en tiempos previos a la llegada del asteroide.  

Nos excitó que, en los dos estudios, las fechas de inicio y final de la erupción fuesen tan similares. La diferencia está en lo que sucedió en medio

El segundo trabajo, también publicado en Science, también con un equipo internacional de la Universidad de Berkeley, la Universidad de Liverpool y el Instituto Tecnológico Indio de Bombay, ha obtenido resultados casi iguales pero saca unas conclusiones muy diferentes.

Para datar la lava no han usado el cronómetro de conversión uranio-plomo, sino que han empleado el argón radiactivo para calcular el momento de las erupciones. Cogiendo muestras de las rocas basálticas de la lava solidificada han llegado a la misma fecha: las erupciones empezaron 400.000 años antes del impacto. Pero sus resultados dibujan un panorama completamente distinto.

La actividad volcánica empezó 400.000 años antes de la caída del meteorito pero era moderada. De baja intensidad. El 75% de la lava fue vomitada 600.000 años después del impacto del asteroide. Sí los volcanes del Trap de Decán afectaron el clima con sus grandes cantidades de dióxido de carbono, no fue antes sino después del cráter de Chicxulub. 

Según los autores, el meteorito agitó el planeta entero, y aunque desconocen los mecanismos implicados, creen que incrementó la actividad volcánica de Decán y la llevó a sus máximos. Esta conclusión sigue otorgando protagonismo al asteroide como elemento decisivo en la debacle geológica y climática que llevó por delante a una gran parte de la vida hace 66 millones de años.

La idea de los efectos del impacto sobre la actividad volcánica no es una alternativa neutra para satisfacer a los que apoyan ambas hipótesis. Las erupciones volcánicas, a veces, tienen lugar tras grandes terremotos, como la gran erupción del Cordón-Caulle, en Chile, dos días después del Terremoto de Valdivia de 1960 de magnitud 9,5 en la escala de Richter. El seísmo provocado por el choque de Chicxulub debió alcanzar un magnitud 10 o más, consideran algunos científicos. El impacto debió fracturar las rocas que contenían el magma de Decán permitiendo que las diferentes cámaras de magma se fusionaran. Los gases del magma generaron grandes burbujas que empujaron todo el material hacia arriba como cuando agitamos un botella de champán o gaseosa.

La física que explicaría la relación impacto-volcán sigue sin conocerse, y es una de las principales causas del debate científico. La gran distancia que existía entre ambos puntos, incluso en esa época, entre el impacto del asteroide en el Golfo de México y los ríos de lava de Decán en India, genera dudas entre los más escépticos como Sean Gulick del Instituto Geológico de Texas, “van detrás de una explicación alternativa cuando ya existe una obvia: el impacto lo hizo a solas“.

La de los dinosaurios es la extinción masiva más reciente que podemos estudiar

Una visión no compartida por todos, “No es que la vida transcurriese felizmente y entonces boom, el impacto llegase desde fuera” comenta Sierra Petersen, autor de un estudio sobre los efectos de los volcanes de Decán y el asteroide en lo que hoy es la Antártida. “Las plantas y los animales ya estaban en situación de estrés, no estaban teniendo un buen día, cuando tuvo lugar el impacto y agravó la situación. Si buen cualquiera de los eventos hubiese causado varias extinciones, la extinción masiva es el producto de la combinación de ambos eventos”, concluye.

Lo impresionante, y bello, es que los dos trabajos publicados esta semana, coinciden perfectamente en sus resultados a la hora de datar las erupciones, incluso empleando dos sistemas diferentes. “Nos excitó que, en los dos estudios, las fechas de inicio y final de la erupción fuesen tan similares” reconoce la autora principal del segundo estudio Courtney Sprain. “La diferencia está en lo que sucedió en medio“, añade, y esa diferencia es la que centra el debate. Saber en que momento preciso descargaron los volcanes la mayor cantidad de lava, si antes o después del asteroide, es un detalle imprescindible para entender cuál fue la principal causa de aquella extinción masiva.

El método empleado por el equipo de Schoene a base de cristales de zircón ha resultado muy útil para datar eventos muy difícil de medir por otros métodos, pero tiene un problema: cuándo se crean los cristales. Sprain comenta que “los cristales pudieron cristalizar antes de la erupción de lava, mientras el magma se encontraba bajo tierra“. De ser así, su actividad radioactiva que es el reloj utilizado por Schoene habría empezado antes de la erupción alterando así ligeramente las fechas.

Pero no sólo se trata de resolver el misterio de la desaparición de los dinosaurios, entender cómo la inyección de dióxido de carbono a la atmósfera alteró el clima y la vida de la época es un tema muy actual. Saber el ritmo de emisión de dióxido de carbono y los efectos pasados nos ayudará a entender mejor el problema al que nos enfrentamos hoy. Los dinosaurios pueden parecernos muy lejanos en el tiempo, pero como nos recuerda la primera autora del segundo trabajo, Courtney Sprain “es la extinción masiva más reciente que podemos estudiar”. Conocer el pasado nos hará entender el problema que tenemos entre manos. Debería ser así.


Lecturas complementarias:

Barnet JSK, Littler K, […] Zachos JC. 2017. A new high-resolution chronology for the late Maastrichtian warming event: establishing robust temporal links with the onset of Deccan volcanism. Geology 46: 147–150

Beerling DJ, Lomax BH, […] Kim LR. 2002. An atmospheric pCO2 reconstruction across the Cretaceous-Tertiary boundary from leaf megafossils. PNAS 99: 7836–7840

Byrnes JS, Karlstrom L. 2018. Anomalous K-Pg-aged seafloor attributed to impact-induced mid-ocean ridge magmatism. Science Advances 4: eaao2994

Huber BT, MacLeod KG, Watkins DK, Coffin MF. 2018. The rise and fall of the Cretaceous Hot Greenhouse climate. Global and Planetary Change 167: 1–23

Perkins S. 2011. Earth’s ‘Time Capsules’ may be flawed. Science Nov,17, 2011

Petersen SV, Dutton A, Lohmann KC. 2016. End-Cretaceous extinction in Antarctica linked to both Deccan volcanism and meteorite impact via climate change. Nature Communications 7: 12079

Renne PR, Sprain CJ, […] Panda K. 2015. State shift in Deccan volcanism at the Cretaceous-Paleogene boundary, possibly induced by impact. Science 350: 76–78

Schoene B, Eddy MP, […] Khadri SFR. 2019. U-Pb constraints on pulsed eruption of the Deccan Traps across the end-Cretaceous mass extinction. Science 363: 862–866

Sprain CJ, Renne PR, […] Mittal T. 2019. The eruptive tempo of Deccan volcanism in relation to the Crataceosus-Peleogene boundary. Science 363: 866–870

Stone R. 2016. Back from the dead. Science 346: 1281–1283

Vadja V, BErcovici A. 2014. The global vegetation pattern across the Cretaceous-Paleogene mass extinction interval: a template for other extinction events. Global and Planetary Change 122: 29–49

Voosen P. 2019. Did volcanic eruptions help kill off the dinosaurs? Science Feb, 21, 2019

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