Chicxulub revisitada

Livremente traduzido de: Revisiting Chicxulub

Uma análise ampliada dos indícios de que o impacto de um meteoro causou a extinção do dinossauros

An artist's rendering of the moment of impact at the end of the Cretaceous.

Concepção artística do momento do impacto no final do Cretáceo.
Crédito e imagem ampliada

4 de março de 2010

Por décadas, os cientistas vem acumulando conjuntos cada vez maiores de dados que indicam que uma enorme rocha vinda do espaço caiu no oceano ao largo da Península de Yucatan, há mais de 65 milhões de anos, o que resultou na Extinção Cretáceo-Paleogeno (K-Pl, mais conhecida como Extinção K-T).

Pesquisas recente, financiadas em parte pela Fundação Nacional de Ciências (NSF), sugeriam que o impacto devia ter ocorrido 300.000 anos antes da extinção K-Pl e que uma outra causa – talvez um segundo impacto, ou uma longa atividade vulcânica na região do Decão, na atual Índia – levou à extinção de várias espécies de plantas e animais.

Agora uma equipe multidisciplinar de 41 cientistas de 12 nações, igualmente financiada em parte pela NSF, preparou um novi artigo para contestar especificamente as alternativas vulcânica e segundo-impacto, uma revisão abrangente das várias linhas de indícios por todo o mundo que relaciona um único impacto no que atualmente é Chicxulub, México, à sequência de eventos e a amplitude da extinção K-Pl.

Os pesquisadores, liderados por Peter Schulte da Universidade de Erlangen-Nuremburg, apresenta suas descobertas na edição de 5 de maio de 2010 da Science.

“Nós achamos importante apresentar os abundantes dados agora disponíveis sobre a notável e exata correlação entre o impacto no Yucatan e o evento de extinção na fronteira K-Pl”, declarou o geofísico Sean Gulick da Universidade do Texas, um dos autores do artigo.

Uma coisa não está em discussão: o final do Cretáceo, há 65,5 milhões de anos, foi marcado por uma das extinções em massa mais devastadoras que nosso planeta já enfrentou. As vítimas mais famosas foram os dinossauros (não obstante seus parentes aves), mas o evento também presenciou o fim de todos os répteis voadores, a maior parte dos réteis marinhos, mais de metade das plantas e insetos terrestres e uma pletora de outros organismos terrestres e marinhos – 50 a 70% de todas as espécies da Terra.

The K-Pg boundary as exposed along the side of Interstate 25 near Raton
Pass in southern Colorado.

A Fronteira K-Pl exposta na borda da rodovia interestadual 25 perto do Passo Raton no Sul do Colorado
Crédito e imagem ampliada

Como em todas as extinções em massa, os paleontologistas por muito tempo se perguntaram por que tantos organismos desapareceram tão rapidamente. A causa, ou causas, teria que influenciar uma grande fatia do planeta, na terra e no mar, e teria que apresentar reflexos no registro geológico.

Como lembra o novo artigo na Science, um dos argumentos chave para o impacto é uma bem estudada camada de argila que aparece em sítios de fronteira K-Pl por todo o mundo, usualmente associada com silicatos vitrificados, minerais e outras substâncias típicos de impactos de meteoritos. Os autores sublinham que a espessura da camada e a abundância de materiais de impacto aumentam sistematicamente com a aproximação à cratera de Chicxulub.

Até 1980, nenhum dos sítios de fronteira K-Pl era relacionado com um impacto. Foi somente quando o físico Luis Alvarez e seu filho, o geólogo Walter Alvarez, examinaram mais detidamente uma incomum camada de argila de sedimentos na fronteira K-Pl na Itália que os pesquisdores perceberam que sua origem poderia ser extra-terrestre.

Dentro da camada – que o artigo atual relaciona com ao menos 350 outros sítios por todo o mundo – os pesquisadores encontraram altos níveis de irídio. Este elemento pesado não é normalmente encontrado em altas concentrações na superfície da Tera, mas é altamente concentrado em vários materiais do sistema solar, tais como asteróides e cometas.

A three-dimensional Bouguer gravity map of the Chicxulub Crater.

Um mapa Bouguer gravitacional em três dimensões da cratera de Chicxulub.
Crédito e imagem ampliada

Desde a descoberta inicial, noovos estudos realizados por várias equipes – algumas delas com representantes no artigo da Science – descobriram mais indícios do impacto na argila, inclusive esférulas de vidro alterado e minerais de impacto.

“Esta camada de argila – com indícios de um impacto em sua origem – é encontrada em qualquer sítio bem preservado de fronteira K-Pl no mundo, o que mostra um evento realmente em escala global”, acrescenta Gulick.

Outros estudos adicionais, tanto no campo como em simulações em laboratório e modelos, levaram a um  crescente consenso em favor da hipótese do impacto. Em seu formato atual, ela diz que a extinção resultou da colisão de um pedregulho espacial com mais ou menos 10 km de diâmetro com rochas icas em carbono e enxofre abaixo de onde atualmente fica Chicxulub, México, criando uma cratera de mais de 180 km de diâmetro, tsunamis, terremotos e incêndios na região, uma extensa (porém não total) escuridão, temperaturas congelantes e chuva ácida.

“O evento do impacto criou um tsunami várias vezes maior do que a onda que atingiu o Oceano Índico em 26 de dezembro de 2004”, declarou o geólogo marítimo Tim Bralower
da Penn State University, outro dos autores do artigo. “Essas ondas causaram uma destruição em massa no leito do oceano, onde as várias camadas de sedimentos representam a deposição do material resultante, misturado com areia e silte, por ondas e correntes por um período de dias após o impacto. Na medida em que os níveis de energia diminuiam gradualmente, os materiais que se depositavam ficavam mais finos”.

Scanning electron micrographs of late Paleocene nannoplankton.

Escaneamento de nanoplancton do final do Paleoceno.
Crédito e imagem ampliada

Em alguns sítios próximos da área do impacto, em torno do Golfo do México e do Mar do Caibe, existem duas camadas com esférulas, por vezes separadas por sedimentos com um metro de espessura, e algo das recentes controvérsias decorre dessa aparente dualidade. A camada inferior consiste de partículas mais grossas, inclusive esférulas e minerais de choque, e a camada superior consiste de partículas mais finas e tem um maior conteúdo de irídio.

“Realtos de vários horizontes com elevadas concentrações de irídio razoavelmente próximas à cratera de Chicxulub levaram a muita confusão e à sugestão de vários impactos”, diz o co-autor Greg Ravizza, geólogo marítimo e ambiental da Universidade do Hawaii em Manoa. “Um ponto chave que não pode ser ignorado é que os dados de vários sítios longe da cratera de Chicxulub não dão qualquer indício de vários impactos grandes. Esse detalhe dá um forte apoio à cuidadosa síntese estratigráfica em nosso artigo que demonstra o caráter muito complexo e frequentemente perturbado das seções mais próximas à cratera de Chicxulub”.

Os auotres finalisam o artigo, discutindo a velocidade e a escala com as quais o impacto afetou os sistemas vivos, particularmente com relação à velocidade e à escala da atividade vulcânica. 

Um impacto do tamanho do evento de Chicxulub liberaria grandes quantidades de água, poeira e gases na atmosfera, modiificando o clima temporariamente. Embora a poeira somente não fosse capaz de causar um inverno global, aerossóis de carbonatos e fuligem podem ter amplificado os efeitos congelantes do impacto.

A diorama of a Cretaceous Creekbed.

Um diorama do leito de um arroio no Cretáceo.
Crédito e imagem ampliada

Estimadas 100 a 500 gigatons (milhões de toneladas) de enxofre foram também liberadas, contribuindo com devastadoras chuvas ácidas sobre as terras eoceanos, e produzindo aerossóis de sulfatos que podem ter esfriado ainda mais a Terra por vários anos.

Uma vez que as temperaturas das profundezas dos oceanos ficaram grandemente intactas, os pesquisadores sugerem que o clima pode ter se recuperado relativamente rápido. Uma tal transição breve ficaria em oposto ao influxo por centenas de anos de material para a atmosfera que resultaria de atividade vulcânica. A despeito da enormidade das crateras do Decão, a liberação de enxofre, por exemplo, poderia não passar de 1 gigaton em um ano..

No ritmo mais lento do vulcanismo, os organismos teriam mais tempo para reagir e as mudanças climáticas poderiam ter chegado perto de um aquecimento de 2º Celsius, ao contrário de um resfriamento.

“O impacto em Chicxulub foi uma perturbação extremamente rápida nos ecossistemas da Terra, em uma escala maior do que qualquer evento vulcânico em qualquer época, ou mesmo qualquer outro evento de impacto conhecido desde que a vida se frimou na Terra”, acrescenta Gulick. “O ritmo de mudanças e a escala dos efeitos foram claramente a causa da extinção em massa no final do Cretáceo”.

Além disso, a fronteira entre o fim do Cretáceo e o início do Paleogeno é marcado por claras mudanças nas plantas e animais existentes, uma mudança que não é gradual. Espécies ao redor do mundo ou desapareceram, ou apresentaram grandes e abundantes mudanças.

A escuridão teria afetado seriamente a fotossíntese para os micro-organismos oceânicos, eliminando a base de várias cadeias alimentares. Como resultado, o registro geológico exibe uma extinção preferencial de organismos em cadeias alimentares que dependiam de plâncton como fonte de alimento, e uma preferência na sobrevivência em cadeias alimentares que se baseavam em detritos e matéria em decomposição. Muitos dos organismos que sobreviveram eram também menores, o que indica que a sobrevivência era função da capacidade de sobreviver com recursos limitados.

A skull of Triceratops collected in a Denver suburb in 2004.

Um crânio de Triceratops coletado em um subúrbio de Denver em 2004.
Crédito e imagem ampliada

“Como aconteceu no oceano, ecossistemas em terra exibem o mesmo padrão de maior impacto em cadeias alimentares dependentes de plantas vivas”, declara o paleobotânico Kirk Johnson do Museu de Natureza & Ciência de Denver, outro autor do artigo. “Todos os grandes animais terrestres pereceram. Os sobreviventes incluiam grupos de animais que viviam em rios, riachos e lagos, ou que eram pequenos ou viviam em tocas. As florestas foram destruídas em escala global e as primeiras paisagens do Paleogeno eram cobertas por samambaiaias, um tipo de planta que cresce diretamente de esporos – ao contrário de coníferas e plantas florescentes que precisam de polen para interagir com outra planta viva para reprodução”.

Por todos os ecossistemas, o Paleogeno também é a marca de uma rápida irradiação de novas espécies que preenchem nichos ecológicos vazios, um processo que seria improvável em sequência a uma extinção mais gradual. Um tal indício biológico, asseguram os autores, se ajusta perfeitamente a um cenário de impacto, corroborando os indícios do registro biológico.

“Eu penso que é provável que o vulcanismo no Decão tenha tido um efeito global sobre o clima da Terra, porém centenas de milhares de anos antes da extinção em massa do final do Cretáceo”, acrescenta Ravizza. “Faltam os indícios claros que demonstrem a ocorrência de vulcanismo massivo bem no horizonte da extinção em massa. Embora essa correlação seja tentadora, os dados existentes que restringem o timing e a duração do vulcanismo, simplesmente não apoiam a ideia”.

<i>Edmontosaurus</i>, a duck-billed dinosaur, from
Dawson County Montana.

Edmontosaurus, um dinossauro de bico de pato, de Dawson County Montana.
Crédito e imagem ampliada

De acordo com os autores, nenhuma das teorias alternativas até agora propostas explica a distribuição global de indícios da extinção Cretáceo-Paleogeno, nem alguma delas apresenta mecanismos claros que pudessem levar a mudanças bióticas tão abruptas e completas.

“A correlação precisa entre esta enorme cratera de impacto com uma camada por todo o mundo de escombros de impacto – uma que repousa diretamente por cima do nível de extinção de plantas e animais terrestres e marinhos – é uma das descobertas mais fenomenais da história da Terra”, declara Johnson. “A ciência é complexa, mas a história é simples: um único impacto de um asteróide causou a extinção global da fronteira K-Pl”.


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