Livelli di ossigeno estremamente bassi negli oceani della Terra potrebbero essere responsabili dell'estensione degli effetti di un'estinzione di massa che ha spazzato via milioni di specie sulla Terra circa 200 milioni di anni fa, secondo un nuovo studio.

Misurando i livelli di tracce di uranio nel calcare oceanico che corrispondono ai livelli di ossigeno nell'acqua di mare presenti durante la formazione della roccia, il nuovo studio rileva che le aree del fondale marino prive di ossigeno sono aumentate di un fattore 100 durante l'evento di estinzione di fine Triassico.

Ci sono voluti circa 50, 000 anni perché i livelli di ossigeno dell'oceano tornassero a quelli che erano prima dell'evento di estinzione e potrebbero essere occorsi fino a 250, 000 anni affinché le barriere coralline di tutto il mondo si riprendano completamente, secondo lo studio.

I nuovi risultati fanno luce sullo stato degli oceani durante l'estinzione di fine Triassico, che ha spazzato via circa il 76% di tutte le specie marine e terrestri. La fine del Triassico è il quarto episodio di estinzione più grande nella storia della Terra e si è verificato poco prima che i dinosauri diventassero l'animale terrestre dominante della Terra.

Gli scienziati non sono sicuri di cosa abbia avviato l'evento di estinzione, ma sospettiamo che un'esplosione di attività vulcanica circa 200 milioni di anni fa abbia aumentato i livelli di anidride carbonica nell'atmosfera. Ciò avrebbe reso gli oceani più acidi e reso anossica l'acqua oceanica. L'anossia grave provoca "zone morte" nell'acqua dove bassi livelli di ossigeno causano il soffocamento e la morte della vita marina.

L'anossia è stata a lungo sospettata di aver avuto un ruolo nell'estinzione di fine Triassico, ma la durata e la gravità dell'anossia non erano note, secondo gli autori dello studio. Il nuovo studio, pubblicato su Geochimica, Geofisica, geosistemi, una rivista dell'American Geophysical Union, quantifica i tempi e l'entità dell'anossia marina durante e dopo l'estinzione di fine Triassico, disse Adam Jost, un borsista post-dottorato alla Terra del MIT, Atmosferico, e il dipartimento di scienze planetarie di Cambridge, Massachusetts, e autore principale del nuovo studio.

L'anossia su larga scala che probabilmente si è verificata durante l'estinzione di fine Triassico avrebbe reso molte aree incapaci di sostenere la vita, secondo il nuovo studio. L'anossia persistente, o mancanza di ossigeno, osservato nel nuovo studio avrebbe ritardato il ritorno degli organismi sopravvissuti all'estinzione di massa in aree a basso contenuto di ossigeno e il loro ripopolamento.

Comprendere il ruolo dell'anossia nell'evento di estinzione può essere importante, poiché l'estinzione di fine Triassico può servire come caso di studio per l'adattamento biologico al cambiamento ambientale.

Poiché l'uranio è ben miscelato in tutto l'oceano, può essere utilizzato per esaminare i livelli globali di anossia, fornendo agli scienziati informazioni sui livelli medi di ossigeno oceanico. Altri metodi possono solo informare i ricercatori sulle condizioni locali dell'ossigeno, ha detto Jost.

"È molto difficile prendere queste prove ed estrapolare ciò che sta accadendo su scala globale, " ha detto. "[L'oceano] potrebbe essere anossico [in una posizione], ma se vai a 100 chilometri di distanza, potrebbe non essere affatto anossico. La cosa bella degli isotopi di uranio è che insieme al modello che costruiamo, possiamo iniziare a quantificare quel cambiamento nell'anossia, e determinare quanta area di fondo oceanico anossico è necessaria per generare le tendenze che vediamo negli isotopi di uranio".

Gli scienziati possono determinare la quantità di ossigeno presente nell'acqua dell'oceano misurando il rapporto tra due forme di uranio nel calcare oceanico:uranio-238 e uranio-235.

Il calcare oceanico si forma attraverso l'accumulo di carbonato di calcio dalle barriere coralline e dai gusci dei bivalvi. L'uranio presente anche nell'acqua di mare viene incorporato nel carbonato di calcio ed eventualmente nel calcare.

Quando l'acqua di mare è anossica, alcune reazioni chimiche usano preferenzialmente l'uranio-238 più pesante rispetto all'uranio-235 più leggero. Una parte maggiore dell'uranio-238 diventa insolubile nell'acqua dell'oceano, e non possono più essere incorporati nel carbonato di calcio. Anziché, l'uranio-235 rimasto nell'acqua di mare è incorporato nel carbonato di calcio – ed eventualmente nel calcare – a livelli più alti dell'uranio-238.

Per studiare la gravità dell'anossia durante e dopo l'estinzione di fine Triassico, i ricercatori hanno raccolto campioni di calcare dal bacino lombardo nel nord Italia che si sono depositati durante e dopo l'estinzione di fine Triassico circa 201 milioni di anni fa. Hanno misurato i livelli di uranio nei campioni, e ho scoperto che c'era più uranio-235 che uranio-238 nel calcare, indicando che c'erano condizioni anossiche quando si è formata la roccia.

Sulla base delle loro misurazioni, i ricercatori hanno stimato il lasso di tempo per l'anossia durante l'estinzione. I ricercatori hanno scoperto che l'acqua dell'oceano era anossica per almeno 50, 000 anni durante l'estinzione ma ha ritardato il recupero della barriera corallina fino a 250, 000 anni dopo l'evento di estinzione. Sebbene ci siano altri processi che potrebbero potenzialmente causare l'accumulo di uranio-238 o uranio-235 nel sedimento, i ricercatori hanno utilizzato la modellazione per dimostrare che questi processi non potevano produrre i livelli elevati di uranio-235 che hanno osservato nei loro campioni.

Gli autori dello studio sospettano che l'anossia sia ciò che ha ritardato il recupero delle specie marine durante la fine del Triassico e potrebbe aver contribuito alla gravità dell'estinzione.

Jost ha affermato che le loro conclusioni sull'anossia di fine Triassico si inseriscono in un quadro più ampio che emerge da una recente ricerca che mostra molte somiglianze tra l'estinzione di fine Triassico e l'estinzione più grave mai registrata, la fine del Permiano, avvenuta circa 52 milioni di anni prima dell'estinzione di fine Triassico. Comprendere queste estinzioni può aiutare gli scienziati a capire meglio come le specie possono reagire ai futuri cambiamenti nell'ambiente.

"La fine del Permiano fu molto più lunga, e la guarigione fu molto più lunga e l'estinzione più grave, " ha detto Jost. "Quindi in un certo senso, la fine del Triassico è un mini fine del Permiano."

Questa storia è stata ripubblicata per gentile concessione di AGU Blogs (http://blogs.agu.org), una comunità di blog di scienze della Terra e dello spazio, ospitato dall'American Geophysical Union. Leggi la storia originale qui.