Dos intensos periodos de vulcanismo desencadenaron un periodo de enfriamiento global y caída de los niveles de oxígeno en los océanos, lo que causó la primera gran extinción masiva de vida en la Tierra hace cerca de 450 millones de años.
Así se explica en un estudio realizado por investigadores de las universidades de Southampton, Leeds y Plymouth (Reino Unido), y de Oldenburgo (Alemania), y publicado en la revista ‘Nature Geoscience’.
Los científicos analizaron los efectos de la ceniza volcánica y la lava en la química del océano durante un periodo de cambio ambiental extremo hace unos 450 millones de años, cuando hubo un intenso enfriamiento planetario que culminó en una glaciación y la gran extinción masiva del Ordovícico tardío, en la que se extinguió el 85% de las especies oceánicas, lo cual remodeló el curso de la evolución de la vida en la Tierra.
«Se ha sugerido que el enfriamiento global fue impulsado por un aumento en la entrada de fósforo a los océanos», apunta Jack Longman, autor principal del estudio e investigador de la Universidad de Oldenburgo y antes en Southampton.
Longman añade que “el fósforo es uno de los elementos clave de la vida, que determina el ritmo al que pequeños organismos acuáticos como las algas pueden usar la fotosíntesis para convertir el dióxido de carbono (CO2) en materia orgánica». Estos organismos eventualmente se asientan en el fondo marino y acaban enterrados, con lo que reducen los niveles de dióxido de carbono en la atmósfera y causan un enfriamiento.
«El rompecabezas no resuelto es por qué la glaciación y la extinción ocurrieron en dos fases distintas en este momento, separadas por unos 10 millones de años», indica Tom Gernon, profesor asociado de la Universidad de Southampton y coautor del estudio, que añade: «Eso requiere algún mecanismo para pulsar el suministro de fósforo, lo cual es difícil de explicar».
‘METEORIZACIÓN’
El equipo identificó que dos episodios excepcionalmente grandes de actividad volcánica en todo el mundo, que ocurrieron en partes de la actual América del Norte y el sur de China, y coincidieron muy de cerca con los dos picos de glaciación y extinción. «Las ráfagas intensas de vulcanismo están más típicamente relacionadas con la liberación masiva de CO2, lo que debería impulsar el calentamiento global, por lo que otro proceso debe ser responsable de los eventos repentinos de enfriamiento», señala Gernon.
Esto llevó al equipo a considerar si un proceso secundario, como la descomposición natural o ‘meteorización’ del material volcánico, puede haber proporcionado el aumento en la necesidad de fósforo para explicar las glaciaciones.
«Cuando el material volcánico se deposita en los océanos, sufre una alteración química rápida y profunda, incluida la liberación de fósforo, fertilizando efectivamente los océanos», afirma Martin Palmer, de la Universidad de Southampton, que agrega: «Por lo tanto, parece una hipótesis viable y ciertamente vale la pena probarla».
«Esto llevó a nuestro equipo a estudiar las capas de cenizas volcánicas en sedimentos marinos mucho más jóvenes para comparar su contenido de fósforo antes y después de que fueran modificados por las interacciones con el agua de mar», recalca Hayley Manners, profesora de Química Orgánica en la Universidad de Plymouth.
Con esa información, los investigadores estaban mejor situados para comprender el impacto geoquímico potencial de extensas capas volcánicas de enormes erupciones durante el Ordovícico.
«Esto nos llevó a desarrollar un modelo biogeoquímico global para comprender los efectos en cadena en el ciclo del carbono de agregar rápidamente una oleada de fósforo lixiviado de los depósitos volcánicos al océano», indica Benjamin Mills, profesor asociado de la Universidad de Leeds y coautor del estudio.
El equipo descubrió que las mantas generalizadas de material volcánico depositadas en el fondo marino durante el período Ordovícico habrían liberado suficiente fósforo en el océano para impulsar una cadena de eventos, incluido el enfriamiento climático, la glaciación, la reducción generalizada de los niveles de oxígeno oceánico y la extinción masiva.
Los científicos concluyen que las erupciones volcánicas masivas pueden calentar el clima en escalas cortas de tiempo a través de emisiones de CO2 y también pueden impulsar el enfriamiento global en escalas temporales más largas. «Nuestro estudio puede provocar nuevas revelaciones de otras extinciones masivas durante la historia de la Tierra», concluye Longman.
