Questa estinzione di massa è detta “ETE” da “End-Triassic Extinction”, dal momento che si è verificata proprio alla fine del Triassico, 200 milioni di anni fa. Cosa l’abbia causata è ancora oggetto di dibattito.

La ETE è connessa a gravi anomalie nei rapporti tra gli isotopi di carbonio: in particolare, si correla ad una variazione negativa dell’isotopo 13C, che riflette perturbazioni nel ciclo del carbonio. Normalmente, infatti, prevale l’origine organica di quest’atomo (ad esempio dalla respirazione), ma in questi periodi si registra un aumento della frazione di carbonio proveniente da fenomeni geologici, incluso un aumento transiente della CO2. L’ipotesi corrente che spiega questo avvenimento è l’emissione di gas serra, altri gas ed aerosol causata dall’effusione di grossi espandimenti basaltici (lave) di province continentali. Queste eruzioni furono frequenti in seguito alle rotture del supercontinente Pangea, che esisteva prima che i continenti che la compongono assumessero le conformazioni che noi oggi tutti conosciamo. In particolare per la ETE, si è ipotizzato che la causa risieda nell’eruzione della provincia magmatica gigante dell’Atlantico Centrale (CAMP), una delle più estese del pianeta: 7 milioni di km2 per un volume di 2-4 milioni di km3. Questa regione si formò durante la rottura di Pangea e la conseguenza di questi movimenti geologici fu il rilascio di lave e basalti in una vasta area intorno al Nord Atlantico Centrale, da cui il nome della regione. Durante questo processo, durato meno di un milione di anni, furono eruttati circa 11 milioni di chilometri quadrati di lava!

Tuttavia, la relazione consequenziale tra queste eruzioni, le escursioni isotopiche e le estinzioni non è mai stata testata all’interno di sezioni geologiche che preservino tutte queste tre classi di dati contemporaneamente.

La sfida ha allettato Jessica H. Whiteside, del Dipartimento di Scienze Geologiche della Brown University di Providence, negli Stati Uniti. In uno studio pubblicato su PNAS l’autrice, insieme ad alcuni colleghi, ha rilevato gli isotopi di carbonio 13C derivanti dalla componente di 13C totale di sedimenti organici, da legname e da lipidi delle foglie. Le piante infatti registrano attraverso la fotosintesi i livelli atmosferici di 13C.

Alcuni campioni sono stati estratti da sedimenti di due sezioni lacustri corrispondenti alle lave più orientali della provincia magmatica dell’Atlantico centrale. Altri reperti sono stati rilevati in una zona marina, nella Baia di St.Audrie, in Inghilterra. Queste regioni mostrano escursioni isotopiche simili: l’escursione negativa di 13C rilevata nei diversi siti suggerisce fortemente un massiccio rilascio in atmosfera di CO2 e/o di altri gas serra impoveriti di 13C in concomitanza con la formazione del CAMP.

Basandosi su questi risultati, gli autori hanno ipotizzato che la ETE iniziò in modo sincrono sia in ambienti terresti che marini, simultaneamente con l’eruzione delle effusioni più antiche visibili in Marocco, causando un super effetto serra da CO2 (aumentata di ben 4 volte) ed una conseguente crisi nella biocalcificazione marina. Questo processo consiste infatti nella formazione di incrostazioni, gusci o scheletri calcarei per precipitazione di carbonato di calcio (CaCo3) ad opera di organismi. L’aumento di CO2 causa acidificazione ed anossia (mancanza di ossigeno) oceaniche con conseguente diminuzione di CO32−, necessario per la sintesi di CaCo3. Nei tropici settentrionali, l’estinzione continentale è stata estremamente brusca, con la scomparsa di circa il 50% della palinoflora (pollini e spore fossili) ed in sincrono dei tetrapodi. In seguito, si è verificato un picco locale nella concentrazione di spore fossili di felci seguito dall’apparizione dei primi macrofossili di diversi taxa di felci. Questi picchi probabilmente sono dovuti al fatto che la dispersione delle spore delle felci è più rapida su ampie regioni geografiche in quanto più facilmente trasportabili dal vento. In questo periodo si riscontra anche un aumento di conifere Cheirolepidacee, oggi estinte. Queste piante risultano tipicamente adattate a climi più caldi tipici di questi scenari in cui l’effetto serra gioca un ruolo importante. A riprova di queste associazioni alla Sherlock Holmes, un picco di questo tipo è stato osservato anche durante fenomeni di estinzione più recenti, come quello avvenuto in seguito all’eruzione del Monte Sant’Elena nel 1980.

Diversi fattori inducono così ad ipotizzare un ruolo primario della CO2 generata dalle eruzioni basaltiche nelle estinzioni. Esiste anzitutto una stretta associazione tra l’emissione di CO2 e le brusche estinzioni in regioni tropicali e subtropicali; sono poi state registrate estinzioni a più alte latitudini durante il massimo di eruzione della provincia magmatica dell’Atlantico Centrale, che si protraggono durante la sua estensione; infine tutti gli episodi noti di efflussi di basalti si dimostrano legati ad elevati livelli di CO2 atmosferico.

Forse, almeno per quanto riguarda l’estinzione di massa Triassico-Giurassico, abbiamo quindi un colpevole: è stata la grossa provincia basaltica del CAMP che, eruttando, ha causato la catastrofe climatica, portando all’estinzione!

Ilaria Panzeri

Riferimenti:
J.H.Whiteside et al. Compound-specific carbon isotopes from Earth’s largest flood basalt eruptions directly linked to the end-Triassic mass extinction. PNAS doi/10.1073/pnas.1001706107

Fonte dell’immagine: Wikimedia Commons