Una posible causa de la extinción masiva de finales del Pérmico: ¿lluvia ácida como jugo de limón?

Investigadores del MIT encuentran que una lluvia tan ácida como el jugo de limón puede haber contribuido a la muerte masiva en la Tierra hace 252 millones de años

Lluvia tan ácida como jugo de limón sin diluir puede haber jugado un papel en la muerte de plantas y organismos de todo el mundo durante la extinción masiva más grave en la historia de la Tierra.

Hace alrededor de 252 millones de años, al final del período Pérmico, se dio un colapso en todo el mundo conocido como la Gran Mortandad, durante la cual una gran mayoría de las especies se extinguieron. La causa de esta extinción masiva es cuestión de debate científico, centrado en varias causas posibles, incluyendo una colisión de un asteroide, similar a lo que probablemente mató a los dinosaurios 186 millones años más tarde, una pérdida gradual y global de oxígeno en los océanos; y una cascada de eventos ambientales provocados por las erupciones volcánicas masivas en una región conocida hoy como las Trampas de Siberia.

Ahora los científicos del MIT y otros lugares han simulado esta última posibilidad, la creación de modelos climáticos globales de escenarios en los que repetidos brotes de vulcanismo arrojan gases, incluyendo azufre, a la atmósfera. Desde sus simulaciones, se encontraron con que las emisiones de azufre eran lo suficientemente importantes como para crear una lluvia ácida generalizada en todo el hemisferio norte, con los niveles de pH alcanzando 2, tan ácido como jugo de limón sin diluir. Dicen que una acidez así puede haber sido suficiente para deformar las plantas y atrofiar su crecimiento, contribuyendo a su definitiva extinción.

«Imagínese que usted es una planta que crece felizmente a fines del Pérmico», dice Benjamin Black, un post-doctorado en el Departamento de Ciencias de la Tierra, Atmosféricas y Planetarias del MIT. «Se hizo cada vez más y más caliente, pero tal vez tu especie ha tenido tiempo para adaptarse a eso. Pero entonces, de repente, en el transcurso de unos pocos meses, la lluvia comienza a chisporrotear con ácido sulfúrico. Sería una gran impacto si usted fuese esa planta.»

Black es el autor principal de un artículo que informa de los resultados del grupo, que aparece en la revista Geology. Los co-autores son Jean-François Lamarque, Christine Shields y Jeffrey Kiehl, del Centro Nacional de Investigación Atmosférica, y Linda Elkins-Tanton, del Instituto Carnegie para la Ciencia.

Pico de jugo de limón

Los geólogos que han examinado el registro de rocas en Siberia han observado evidencias de una inmensa actividad volcánica que se produjo en explosiones cortas que comienzan cerca del final del período Pérmico y continuan por otro millón de años. El volumen de magma asciende a varios millones de kilómetros cúbicos, suficiente para cubrir por completo el territorio continental de Estados Unidos. Este guiso hirviente de magma probablemente liberó dióxido de carbono y otros gases a la atmósfera, lo que lleva a un calentamiento global gradual, pero de gran alcance.

Las erupciones también pueden haber lanzado grandes nubes de azufre, los cuales regresaron finalmente a la superficie terrestre en forma de lluvia ácida. Black, que ha pasado varios veranos en Siberia recogiendo muestras para medir el azufre y otras sustancias químicas preservadas en rocas ígneas, utiliza estas mediciones, junto con otras pruebas, para desarrollar simulaciones de actividad magmática en el mundo de finales del Pérmico.

El grupo simuló 27 escenarios, cada uno aproximando la liberación de gases a partir de un episodio volcánico plausible, incluyendo erupciones medianas, grandes erupciones y el magma estallando a través de tubos explosivos en la corteza terrestre. Los investigadores incluyeron una amplia gama de gases en sus simulaciones, basadas en estimaciones de los análisis químicos y en un modelado térmico. A continuación, realizaron un seguimiento del agua en la atmósfera, y las interacciones entre varios gases y aerosoles, para calcular el pH de la lluvia.

Los resultados mostraron que tanto el dióxido de carbono como el azufre volcánico podrían haber afectado significativamente la acidez de la lluvia al final del Pérmico. Los niveles de dióxido de carbono y otros gases de efecto invernadero pueden haber aumentado rápidamente en el tiempo, en parte debido a la actividad volcánica en Siberia. Según sus simulaciones, los investigadores encontraron que este dióxido de carbono elevado podría haber un aumento la acidez de la lluvia en un orden de magnitud.

Añadiendo las emisiones de azufre a la mezcla, se encontraron con que la acidez se disparó aún más de un pH de 2 —tan ácida como jugo de limón sin diluir— y que esa lluvia ácida puede haber caído sobre la mayor parte del hemisferio norte. Los investigadores encontraron que, tras el fin de las erupciones, los niveles de pH en la lluvia se recuperaron, llegando a ser menos ácidos en un año. Sin embargo, con ráfagas repetidas de la actividad volcánica, Black dice que los cambios resultantes en la lluvia ácida podría haber estresado enormemente a las especies terrestres.

«Las plantas y los animales no tienen mucho tiempo para adaptarse a estos cambios en el pH de la lluvia», dice Black. «Creo que sin duda contribuyó al estrés ambiental que les hizo difícil la supervivencia a las plantas y los animales. En cierto momento usted tiene que preguntarse: ‘¿Cuánto puede durar una planta?'»

Vivir como un organismo de finales del Pérmico

Además de la lluvia ácida, los investigadores modelaron el agotamiento del ozono como consecuencia de la actividad volcánica. Mientras que el agotamiento del ozono es más difícil de modelar que la lluvia ácida, sus resultados sugieren que una combinación de los gases liberados en la atmósfera puede haber destruido de 5 a 65 por ciento de la capa de ozono, lo que aumenta considerablemente la exposición de las especies a la radiación ultravioleta. El mayor agotamiento del ozono se produjo cerca de los polos.

Cynthia Looy, profesora asistente de biología integrativa en la Universidad de California en Berkeley, estudia los entornos de las plantas en el pasado geológico. Looy, quien no estuvo involucrada en la investigación, dice que los hallazgos de Black confirman la teoría de que esta extinción masiva fue causada probablemente no por un disparador, sino por muchos.




«A menudo le llamamos el escenario del ‘Asesinato en el Orient Express'», dice Looy . «Muy a menudo buscamos un mecanismo asesino, pero es probable todo junto. El final del Pérmico sigue siendo un gran enigma para nosotros, y lo que Ben ha hecho es añadir piezas realmente agradables para completar este rompecabezas.

«En el futuro, Black espera que los paleontólogos y geoquímicos consideren los resultados como un punto de comparación para sus propias observaciones de la extinción masiva de finales del Pérmico. Mientras tanto, él dice que ahora tiene una imagen mucho más vívida de ese momento catastrófico.

«No es sólo una cosa que fue desagradable», dice Black. «Es una gran cantidad de efectos atmosféricos y ambientales muy desagradables. Estos resultados me hicieron sentir lástima por los organismos del final del Pérmico».

Fuente: MIT News. Aportado por Eduardo J. Carletti

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