La vita sulla Terra ha una lunga, ma anche una storia estremamente turbolenta. In più di un'occasione, la maggior parte di tutte le specie si estinse e una biodiversità già molto sviluppata si ridusse nuovamente al minimo, cambiando ogni volta il corso dell'evoluzione. La più vasta estinzione di massa avvenne circa 252 milioni di anni fa. Segnò la fine dell'Epoca Permiana e l'inizio dell'Epoca Triassica. Circa tre quarti di tutta la vita terrestre e circa il 95% della vita nell'oceano sono scomparsi nel giro di poche migliaia di anni.

Le gigantesche attività vulcaniche nell'odierna Siberia e il rilascio di grandi quantità di metano dal fondo del mare sono state a lungo dibattute come potenziali fattori scatenanti dell'estinzione del Permiano-Triassico. Ma la causa esatta e la sequenza degli eventi che hanno portato all'estinzione di massa sono rimaste molto controverse. Ora, scienziati tedeschi, Italia e Canada, nell'ambito del progetto BASE-LiNE Earth finanziato dall'UE e guidato dal Prof. Dr. Anton Eisenhauer del GEOMAR Helmholtz Center for Ocean Research Kiel in collaborazione con il Helmholtz Center Potsdam GFZ German Research Center for Geosciences, sono stati per la prima volta in grado di ricostruire in modo conclusivo l'intera cascata di eventi in quel momento utilizzando tecniche analitiche all'avanguardia e modelli geochimici innovativi. Lo studio è stato pubblicato oggi sulla rivista internazionale Geoscienze naturali .

Per il loro studio, il team BASE-Line Earth ha utilizzato un archivio ambientale precedentemente spesso trascurato:i gusci dei brachiopodi fossili. "Questi sono organismi simili a vongole che esistono sulla Terra da oltre 500 milioni di anni. Per le nostre analisi siamo stati in grado di utilizzare fossili di brachiopodi ben conservati delle Alpi meridionali. Questi gusci sono stati depositati sul fondo dei mari poco profondi della piattaforma l'Oceano Tetide 252 milioni di anni fa e ha registrato le condizioni ambientali poco prima e all'inizio dell'estinzione, " spiega la dott.ssa Hana Jurikova. È la prima autrice dello studio, che ha condotto nell'ambito del progetto BASE-Line Earth e della sua tesi di dottorato presso GEOMAR.

Misurando diversi isotopi dell'elemento boro nei gusci fossili, il team è stato in grado di tracciare lo sviluppo dei valori di pH nell'oceano 252 milioni di anni fa. Poiché il pH dell'acqua di mare è strettamente legato alla CO ₂ concentrazione nell'atmosfera, è stata possibile anche la ricostruzione di quest'ultimo. Per le analisi, il team ha utilizzato analisi isotopiche ad alta precisione presso GEOMAR e microanalisi ad alta risoluzione sullo spettrometro di massa di ioni secondari (SIMS) all'avanguardia a grande geometria presso GFZ.

"Con questa tecnica, non solo possiamo ricostruire l'evoluzione della CO . atmosferica ₂ concentrazioni, ma anche chiaramente riconducibile all'attività vulcanica. La dissoluzione degli idrati di metano, che era stato suggerito come una potenziale ulteriore causa, è altamente improbabile in base ai nostri dati, " spiega il dott. Marcus Gutjahr di GEOMAR, coautore dello studio.

Come passo successivo, il team ha inserito i dati del boro e ulteriori indagini basate sugli isotopi di carbonio in un modello geochimico computerizzato che simulava i processi della Terra in quel momento. I risultati hanno mostrato che il riscaldamento e l'acidificazione degli oceani sono associati all'immensa CO . vulcanica ₂ l'iniezione nell'atmosfera era già fatale e portava all'estinzione degli organismi marini calcificanti proprio all'inizio dell'estinzione. Però, il CO ₂ il rilascio ha portato anche ulteriori conseguenze; con l'aumento delle temperature globali causato dall'effetto serra, anche l'erosione chimica sulla terra è aumentata.

Nel corso di migliaia di anni, quantità crescenti di nutrienti hanno raggiunto gli oceani attraverso fiumi e coste, che poi divenne iperfertilizzata. Il risultato fu un impoverimento di ossigeno su larga scala e l'alterazione di interi cicli elementali. "Questo collasso a domino dei cicli e dei processi interconnessi che sostengono la vita ha portato alla fine all'estensione catastrofica osservata dell'estinzione di massa al confine Permiano-Triassico, " riassume la dottoressa Jurikova.

Lo studio è stato condotto nell'ambito del progetto ITN BASE-LiNE Earth, finanziato dall'UE, in cui per la prima volta è stato studiato sistematicamente l'uso dei brachiopodi come archivio ambientale, e metodi analitici pertinenti sono stati migliorati e sviluppati di recente. "Senza queste nuove tecniche sarebbe difficile ricostruire i processi ambientali più di 250 milioni di anni fa con lo stesso livello di dettaglio che abbiamo fatto ora, " sottolinea il Prof. Dr. Anton Eisenhauer di GEOMAR, l'ex coordinatore del progetto BASE-Line Earth e coautore del nuovo studio, "Inoltre, i nuovi metodi possono essere applicati per altre applicazioni scientifiche."