Zhang examinando un nuevo núcleo de perforación en el área de las Tres Gargantas (provincia de Hubei), República Popular de China. Este núcleo de perforación incluye rocas sedimentarias desde el Ediacárico medio hasta el Cámbrico temprano. Crédito:ASU
Los registros fósiles nos dicen que los primeros animales macroscópicos aparecieron en la Tierra hace unos 575 millones de años. Veinticuatro millones de años después, la diversidad de animales comenzó a disminuir misteriosamente, conduciendo al primer evento conocido de extinción masiva de la Tierra.
Los científicos han discutido durante décadas sobre qué pudo haber causado esta extinción masiva, durante lo que se denomina la "transición ediacarana-cámbrica". Algunos piensan que la causa fue una fuerte disminución del oxígeno disuelto en el océano. Otros plantean la hipótesis de que estos primeros animales fueron reemplazados progresivamente por animales de nueva evolución.
La causa precisa sigue siendo esquiva, en parte porque se sabe muy poco sobre la química de los océanos de la Tierra desde hace mucho tiempo.
Un equipo de investigación dirigido por científicos de la Universidad Estatal de Arizona y financiado por la NASA y la Fundación Nacional de Ciencias, está ayudando a desentrañar este misterio y comprender por qué ocurrió este evento de extinción, lo que puede decirnos sobre nuestros orígenes, y cómo llegó a ser el mundo tal como lo conocemos.
El estudio, publicado en Avances de la ciencia , fue dirigido por el estudiante graduado de la Escuela de Exploración de la Tierra y el Espacio de ASU Feifei Zhang, bajo la dirección del miembro de la facultad Ariel Anbar y el científico Stephen Romaniello.
Zhang muestreando rocas carbonatadas de Ediacara en el área de las Tres Gargantas, Provincia de Hubei), República Popular de China. Crédito:ASU
La importancia del oxigeno
Hoy hay abundancia de oxígeno, un componente vital de la vida, en la mayoría de los océanos de la Tierra. Pero hay evidencia que sugiere que durante el evento de extinción masiva, hubo una pérdida de oxígeno disuelto en los océanos de la Tierra, un efecto llamado "anoxia marina".
Para comprender mejor el evento de extinción masiva, el equipo de investigación se centró en estudiar este efecto. Querían determinar no solo qué parte del océano estaba anóxica cuando los animales comenzaron a disminuir, pero también si la anoxia marina contribuyó al declive y eventual extinción de los primeros animales.
Integración de datos geoquímicos y registros fósiles de la Tierra
Para determinar los niveles de anoxia marina y sus efectos, El equipo de investigación utilizó un enfoque novedoso de combinar datos geoquímicos y el registro fósil de la Tierra para hacer coincidir con precisión los eventos evolutivos y ambientales.
Típicamente, Los científicos determinan los niveles de anoxia oceánica al observar la abundancia de pirita, comúnmente conocido como "oro de los tontos, "y otros elementos y minerales en antiguas rocas de barro. Pero las rocas de barro sólo proporcionan pistas sobre lo que pudo haber sucedido en un solo lugar. Los científicos necesitan muestrear docenas de sitios en todo el mundo para inferir el panorama general a partir de las rocas de barro.
Rocas carbonatadas terminales de Ediacara en el área de las Tres Gargantas (provincia de Hubei), República Popular de China. Estas rocas fueron depositadas en un ambiente marino poco profundo hace entre 551 y 541 millones de años, y mantener un registro de los cambios ambientales marinos que ocurrieron en el momento en que fueron depositados. Crédito:ASU
Para superar esto, el equipo fue pionero en un enfoque nuevo y más eficiente. Se recolectaron muestras de rocas de piedra caliza marina en el área de las Tres Gargantas (provincia de Hubei) de la República Popular de China. Esta zona es conocida por tener algunos de los mejores ejemplos del mundo del período ediacárico. Las muestras de roca para este estudio se depositaron en un entorno marino poco profundo hace entre 551 y 541 millones de años. y mantener un registro de los cambios ambientales marinos que ocurrieron cuando fueron depositados.
De vuelta en el laboratorio el equipo midió las variaciones de isótopos de uranio en la piedra caliza marina y luego integró los datos de isótopos de uranio y los datos paleontológicos del mismo conjunto de rocas. Una vez integrados los datos, el equipo pudo ver claramente que el episodio de anoxia marina extensa coincidió con el declive y la posterior desaparición de los primeros animales.
"Este puede haber sido el evento anóxico marino más severo en los últimos 550 millones de años, ", dice Zhang." El modelado matemático de nuestros datos sugiere que casi todo el lecho marino estaba cubierto por aguas anóxicas durante el final del Período Ediacárico ".
¿Existe una extinción masiva en nuestro futuro?
Si bien nuestros océanos tienen actualmente una gran cantidad de oxígeno, ha habido un aumento medible reciente de la anoxia oceánica, atribuido por los científicos al cambio climático. Avances en el estudio de la anoxia marina antigua, como éste, entonces puede ayudarnos a comprender y predecir lo que nos espera.
"El pasado es nuestro mejor laboratorio para comprender el futuro", dice el coautor Anbar. "Es aleccionador ver con qué frecuencia las extinciones masivas del pasado fueron precedidas por aumentos en la anoxia oceánica. Hay muchas cosas que no entendemos sobre el cambio climático , pero las cosas que sabemos son motivo de gran preocupación ".
