A vida na Terra tem uma história longa, mas também extremamente turbulenta. Em mais de uma ocasião, a maioria de todas as espécies foi extinta e uma biodiversidade já altamente desenvolvida reduziu para um mínimo de novo, alterando o curso da evolução. A mais radical extinção em massa ocorreu há cerca de 252 milhões de anos. Ela marcou o fim do Permiano e o início do Triássico. Cerca de três quartos de toda a vida terrestre e cerca de 95% da vida no oceano desapareceram durante poucos milhares de anos.
Atividades vulcânicas gigantescas na Sibéria de hoje e a liberação de grandes quantidades de metano do fundo do mar têm sido suspeitas por muito tempo como possíveis gatilhos da extinção Permiano-Triássico. Mas a causa exata e a sequência de eventos que levaram à extinção em massa permaneceram altamente controversas. Mas agora cientistas da Alemanha, Itália e Canadá — através do projeto financiado pela UE BASE-LiNE Earth liderada pelo Prof. Dr. Anton Eisenhauer do GEOMAR Helmholtz Center for Ocean Research Kiel em cooperação com o Helmholtz Centre Potsdam GFZ German Research Centre para Geociências — pela primeira vez, foram capazes de reconstruir de maneira conclusiva toda a cascata de eventos da época usando técnicas analíticas de ponta e modelagem geoquímica inovadora. O estudo foi publicado hoje na revista científica internacional Nature Geoscience.
Para seu estudo, a equipe do BASE-LiNE Earth usou um registro ambiental frequentemente negligenciado: as conchas de braquiópodes fósseis. “São organismos semelhantes aos moluscos que existem na Terra há mais de 500 milhões de anos. Pudemos usar fósseis de braquiópodes bem preservados dos Alpes do Sul para nossas análises. Essas conchas foram depositadas no fundo das plataformas marítimas rasas de o oceano Tethys há 252 milhões de anos atrás e registraram as condições ambientais pouco antes e no início da extinção”, explica a Dra. Hana Jurikova. Ela é a primeira autora do estudo que conduziu como parte do projeto BASE-LiNE Earth e sua tese de doutorado no GEOMAR.
Medindo diferentes isótopos do elemento boro nas conchas fósseis, a equipe conseguiu rastrear as alterações dos valores do pH do oceano há 252 milhões de anos. Como o pH da água do mar está fortemente conectado à concentração de CO2 na atmosfera, a reconstrução deste último também foi possível. Para as análises, a equipe usou análises de isótopos de alta precisão no GEOMAR, bem como microanálises usando o equiamento large-geometry secondary ion mass spectrometer (SIMS) de última geração na GFZ.
Extinção em massa do Permiano-Triássico
Ilustração que descreve o início da extinção em massa do Permiano-Triássico com base nas descobertas de Jurikova et al. (2020). A acidificação dos oceanos e o desaparecimento da vida marinha na superfície oceânica causada por uma grande liberação de CO2 vulcânico das Armadilhas Siberianas. Ilustrado por: Dawid Adam Iurino Crédito: PaleoFactory, Sapienza University of Rome para Jurikova et al. (2020).
“Com esta técnica, podemos não só reconstruir a evolução das concentrações de CO2 atmosférico, mas também rastreá-la claramente de volta à atividade vulcânica. A dissolução de hidratos de metano, que foi sugerida como uma causa potencial adicional, é altamente improvável com base em nossa dados”, afirma o Dr. Marcus Gutjahr do GEOMAR e co-autor do estudo.
Como próximo passo, a equipe inseriu seus dados sobre o boro e investigações adicionais baseadas em isótopos de carbono em um modelo geoquímico computadorizado que simulava os processos da Terra naquele momento. Os resultados mostraram que o aquecimento e a acidificação dos oceanos associados à imensa injeção vulcânica de CO2 na atmosfera já foram fatais e levaram à extinção de organismos marinhos calcificados logo no início da extinção. No entanto, a liberação de CO2 também trouxe outras consequências; com o aumento da temperatura global causado pelo efeito estufa, o intemperismo químico (processos que levam a desintegração das rochas) na terra também aumentou.
Ao longo de milhares de anos, quantidades crescentes de nutrientes chegaram aos oceanos por meio de rios e costas, que então se tornaram excessivamente fertilizados. O resultado foi um esgotamento de oxigênio em larga escala e a alteração de ciclos elementares inteiros. “Este colapso semelhante a um dominó dos ciclos e processos de sustentação da vida interconectados levou, em última análise, à extensão catastrófica observada de extinção em massa na fronteira do Permiano-Triássico”, resume o Dr. Jurikova.
O estudo foi realizado no âmbito do projeto ITN financiado pela UE BASE-LiNE Earth, no qual o uso de braquiópodes como registro ambiental foi sistematicamente estudado pela primeira vez, e os métodos analíticos relevantes foram aprimorados e desenvolvidos. “Sem essas novas técnicas, seria difícil reconstruir processos ambientais há mais de 250 milhões de anos com o mesmo nível de detalhe que fizemos agora”, enfatiza o Prof. Dr. Anton Eisenhauer da GEOMAR, o ex-coordenador do projeto BASE-LiNE Earth e coautor do novo estudo, “além disso, os novos métodos podem ser aplicados para outras aplicações científicas”. [Phys]
