El Cedazo

En la entrada anterior de esta serie sobre la Biografía de la Vida contemplábamos en todo su esplendor cómo durante el periodo Pérmico asentaban sus bases aquellos que más tarde, a lo largo del Mesozoico, dominarán la escena, al menos de forma más aparente y mediática: los reptiles y los mamíferos. En la entrada de hoy vamos a ver que no todo fue tan fácil.

Nada ni nadie se podía imaginar la que se avecinaba. Aquel día, un día cualquiera durante el Pérmico, había amanecido igual de caluroso y seco, como venía sucediendo desde hacía unos millones de años. Aquel día iba a comenzar la cadena de sucesos que estrangularían la vida hasta posiciones próximas a la desaparición. Fueron entre 5 y 10 millones de años terribles -incluso algunos lo estrechan a tan sólo un millón y medio- que cambiaron la faz de la Tierra.

El resultado lo evidencian los datos paleontológicos disponibles, que nos permiten asegurar que el 96% de las especies marinas del Pérmico desaparecieron hace 251 millones de años, en el límite entre el Pérmico y el Triásico. Desaparecieron para siempre los trilobites, mientras que los corales rugosos, que tanto habían colaborado en la construcción de los arrecifes, fueron brutalmente diezmados. Menguaron las especies de los amonites, braquiópodos y equinodermos. Deberíamos esperar diez millones de años a que la recolonización de los medios marinos volviera a activarse.

En cuanto a la fauna de tierra firme, se estima que desaparecieron un 77% de los vertebrados, con una mayor supervivencia entre los de pequeña talla.

Las plantas soportaron mejor la crisis, aunque los helechos con semilla se extinguieron y a las gimnospermas les costó un largo periodo el poder reaparecer. Lo consiguieron gracias a la capacidad de sus semillas para enquistar la vida hasta encontrar condiciones más propicias. No se generó carbón durante el periodo, a diferencia de lo ocurrido a lo largo del Carbonífero, lo que hace pensar que la práctica totalidad de las plantas turberas desaparecieron.

Una evidencia de la crisis de los bosques la encontramos en la proliferación de restos fósiles del Reduviasporonites durante el momento en el que se da la extinción. El análisis de la firma geoquímica del mismo indica que se trata de un hongo cuyo nicho ambiental era la madera en descomposición.^[1] Las piezas encajan para indicar que los bosques de Pangea fueron aniquilados por la extinción masiva, encontrando este hongo un entorno idóneo para su desarrollo.

El hecho fue tan importante que se establece este evento como el que marca el final del Paleozoico, cuyo nombre significa con mucha precisión “vida antigua”. Después de él vendría la vida nueva del Mesozoico, la “vida intermedia”.

Ya se ha comentado en la entrada número 36 que la forma y posición geográfica de Pangea había provocado un progresivo calentamiento, de forma que los bosques tropicales se constriñeron al cinturón litoral del mar de Tetis. Esta circunstancia ralentizó en las plantas verdes su exuberante función clorofílica del Carbonífero, lo que a su vez arrastró una disminución del O₂ atmosférico.

En la figura anterior se observa esta caída durante el Pérmico, que influyó también en el grado de oxigenación de las aguas. La presencia de oxígeno atmosférico, que había llegado al 35% a finales del Carbonífero, descendió paulatinamente durante todo el periodo, de forma que cuando ocurrió la  extinción era del 16%, un poco menor que el actual 21%. Este nivel no era un inconveniente para la vida en sí, ya que la cantidad absoluta de oxígeno en aquellos momentos corresponde al que hay en la actualidad a una altura de unos 3.000 metros sobre el nivel del mar, donde no hay problemas para la subsistencia. No obstante, la biosfera iba en camino hacia un mayor estrés térmico y oxigénico, sobre todo en las calientes aguas del mar que, al soportar una menor presión de vapor de oxígeno en su superficie, disolverían una menor cantidad de este gas.

Corrían estos tiempos, hace 260 millones de años, cuando comenzó un día a alterarse el mar próximo a la costa, en una zona cercana a lo que ahora es la provincia china de Emeishan. Manchas blanquecinas y verdosas teñían sus aguas, mientras que turbios remolinos iban agitando las olas. Animales muertos flotando y olor a sulfhídrico que alejaría del litoral a los que vivían en tierra firme.

Posiblemente la deriva del pequeño continente de China Sur hacia el norte hizo que la franja de choque con la placa del mar de Tetis se fragmentara y agrietara, dejando paso libre al magma. En esta franja de posición ecuatorial se habían estado acumulando en los últimos cien millones de años capas y capas de carbón.

Situación geográfica sobre el mapa de Pangea pérmico de los dos eventos volcánicos que iniciaron la extinción masiva de hace 251 millones de años. Sobre el mar de Tetis una flecha roja indica la deriva continental del subcontinente China Sur.

Inicialmente emergieron unas columnas tremendas de vapor de agua, cada vez en mayor número y volumen, que llenarían la zona de espesas y calientes nubes, hasta un punto de no retorno en que las tensiones de los bordes de las grietas no pudieron contener la presión del magma, y reventó. Toneladas de material candente, que se estima en un millón de kilómetros cúbicos de lava, se pusieron en contacto con el agua del mar, produciendo una evaporación masiva que duró tan sólo unos pocos miles de años. Millones de metros cúbicos de CO₂, ClH y SO₂ fueron lanzados a la atmósfera. Por poner unos números que nos hagan percibir la magnitud de las emisiones, entraron en la atmósfera 170 trillones de toneladas de dióxido de carbono y 18 trillones de toneladas de ácido clorhídrico. El cielo, cubierto de espesas nubes durante muchos años, no permitía el paso de la vital luz solar, a la vez que un torrente de lluvia ácida drenaba la atmósfera de los gases de los volcanes. El paso del magma a través de los depósitos de carbón produjo aún más CO₂ y metano del que la propia erupción volcánica arrastraba. Como consecuencia, se incrementó el efecto invernadero y la temperatura de la Tierra subió aún más.

Se sabe que debió pasar algo así gracias al estudio de las rocas de aquel momento. Presentan una atípica desviación al alza en la relación de los isótopos del carbono ¹²C/¹³C, que llegó a un máximo del 42 ‰ a finales del Pérmico. Los seres vivos metabolizan mejor el carbono 12, ya que para ello se precisa el empleo de menos energía que con el carbono 13, simplemente por tener una menor masa atómica. En ellos, por tanto, la relación entre ambos isótopos -¹²C/¹³C- es superior que en el resto de la naturaleza. El hecho de que en las rocas de  finales del Pérmico se observe una alteración del ciclo del carbono terrestre indica que en aquel momento se estaba liberando mucho carbono de origen orgánico, lo que corrobora el episodio volcánico a través de los depósitos de carbón.

La capa de roca que se fosilizó después de la erupción muestra la extinción de diferentes tipos de vida, lo cual vincula claramente esa actividad volcánica con una importante catástrofe ambiental.

El incremento de las temperaturas y la disminución del oxígeno atmosférico provocaron también una mayor disminución del contenido de este gas en las aguas, en las que ya empezaron a dominar las bacterias que metabolizaban azufre en la diaria competencia con los organismos de metabolismo aeróbico. El resultado fue el incremento de la concentración de sulfhídrico, acidificando las aguas.

Otro tipo de bacterias, las árqueas metanógenas Methanosarcina, colaboraron también al incremento del efecto invernadero y en la acidificación de los mares. Se ha observado una gran proliferación de las mismas en los momentos anteriores a la extinción. La teoría^[2] explica que a finales del Pérmico se tiene la evidencia de que estos organismos adquirieron nuevos genes por transmisión horizontal a partir de otros microbios. Estos genes aumentaron su capacidad de absorber el carbono orgánico existente en el agua y por tanto espolearon su función generadora de metano. El efecto invernadero se incrementó en el planeta, pero además la absorción de este metano por las aguas incrementó en las mismas el nivel de dióxido de carbono disuelto, añadiendo un nuevo vector de acidificación.

Realmente la naturaleza vivía tiempos difíciles, aunque lo iba soportando en el filo de la inestabilidad. Pero fue en vano, ya que entre unos cinco y diez millones de años después se produjo otra crisis volcánica aun de mayores proporciones, que duró aproximadamente un millón de años, y en la que muchos animales pudieron desaparecer en apenas unos cincuenta mil años, con la mortandad disparándose masivamente a partir de un periodo radiodatado en hace 251 millones de años.

El lugar: en el borde septentrional  de Pangea, en tierras que ahora son parte de Siberia. No se trató de una gran explosión, sino de la efusión rápida de grandes cantidades de lava caliente y poco viscosa a lo largo del siguiente millón de años. Por las formas características que forma la lava al solidificarse en estos casos, que recuerdan a una escalera, se denominan con la palabra sueca trapp (que significa eso mismo, escalera). Y por eso a esta enorme erupción se la conoce en todo el mundo como siberian trapps que a veces se ve erróneamente traducido al castellano como trampas siberianas, pero en realidad quiere decir escaleras siberianas.

Zona de influencia de las Siberian trapps sobre un mapa actual

Se estima que la erupción proyectó entre uno y cuatro millones de kilómetros cúbicos de lava basáltica, cubriendo unos siete millones de kilómetros cuadrados de terreno (por comparar, la totalidad de Europa es de 10 millones de km²), y al igual que había sucedido en el episodio de Emeishan, emitió a la atmósfera una cantidad aún indeterminada, pero extraordinariamente grande, de gases de efecto invernadero entre los que se encontraba el CO₂ y el metano. El clima de la Tierra dio una vuelta de tuerca más hacia una mayor sequía y calor. Se estima que tras esta segunda erupción la temperatura media subió unos cinco grados centígrados.

La mayor temperatura produjo un par de efectos combinados. Por un lado, favoreció la autocombustión de grandes masas de carbón que se habían generado desde el Carbonífero. Esto aún produjo más CO₂ y disminuyó aún más la concentración de oxígeno en la atmósfera, que llegó a ser del 16%. Las aguas de los mares se calentaron, liberando los depósitos de metano congelado próximos a la costa, con lo que se incrementó aún más el efecto invernadero, lo que reforzó aún más la desviación del carbono hacia su isótopo 12, como realmente se observa.

La acidificación de los mares que se venía arrastrando desde el episodio Emeshian por el incremento del  CO₂, con este segundo golpe, más súbito, intenso y prolongado que el primero, debió ser brutal. Duró unos 10.000 años según se ha podido comprobar estudiando rocas de aquellos fondos marinos que actualmente están al descubierto en los Emiratos Árabes Unidos.^[3]

Inmensas extensiones de bosques ardieron bajo el empuje de la lava, generando una capa de nubes asfixiantes repletas de cenizas que, al depositarse en el suelo, ahogaron aún más a la vida.

Con el calor, la anoxia oceánica se agravó, lo cual hizo que las bacterias sulfurosas prosperaran con mayor facilidad en las aguas, con su metabolismo generando grandes cantidades de sulfuro de hidrógeno que se iba liberando a la atmósfera. Las costas se volvieron inhabitables e incluso pudo afectar a la capa de ozono.

Como vemos, realmente se había producido a lo largo de unos pocos millones de años una sucesión de fenómenos en avalancha sobre una naturaleza ya estresada. Seguramente resultó activado inicialmente por la erupción de las escaleras siberianas, pero que se amplificó enormemente debido a las otras circunstancias que hemos comentado.

Se ha especulado mucho sobre si realmente la extinción pudo verse reforzada por la caída de un meteorito, tal como veremos que sucedió con la desaparición de los dinosaurios y otra fauna y flora hace unos 65 millones de años. Parece claro que no hubo un evento de este estilo con influencia de alcance planetario. Sin embargo, recientemente se ha podido constatar la existencia de un paleocráter de 40 kilómetros de diámetro (cuatro veces y media inferior al producido por el mencionado meteorito que aniquiló a los dinosaurios) en la frontera de los estados de Mato Grosso y Goiás en Brasil, llamado el cráter Araguainha.^[4] La radiometría data el cráter en la misma época en que se producía la extinción supermasiva del Pérmico-Triásico. No obstante, dado el tamaño del meteorito se estima que la energía liberada en el impacto no pudo tener efectos a nivel planetario. Pero evidentemente debió ser la puntilla durante esta época apocalíptica.

Situación del impacto que produjo el cráter de Araguainha sobre el mapa de Pangea durante el Pérmico. Como ayuda visual se ha dibujado el perfil del actual territorio de Sudamérica.

También se especula con la posibilidad de que otro choque de un meteorito pudiera iniciar el episodio de las Siberian trapps. En la Tierra de Wilkes, en la Antártida, se encuentra un cráter de impacto de unos 500 kilómetros de diámetro: ¡no fue una bagatela! El problema es que su datación en el tiempo no es muy precisa, aunque se cree que cayó hace unos 260 millones de años. Si esto fuera así, coincidió en la época del inicio de la gran mortandad. Los científicos que lo han descubierto especulan^[5] con la posibilidad de que las ondas sísmicas inducidas en el choque afectaron las antípodas del punto de impacto, lugar donde en aquel momento se situaba la actual Siberia. ¿Pudo ser el gatillo que disparó el largo episodio de masivo vulcanismo en aquel territorio?

Y hasta aquí esta triste historia, la de la tercera y más catastrófica extinción del Fanerozoico. Aunque mientras respirara una pequeña chispa de vida, mientras fuera posible la existencia de un abrigo en donde refugiarse y resistir, habría que pensar que quedaba espacio para la esperanza. Y así fue. Podemos imaginar a algún superviviente, asustado, hambriento, mirando por la estrecha rendija de su madriguera que le protegería de las cenizas y los vientos huracanados y calientes, observando un terrible mundo en negro y rojo. Pero a la vez fuerte, hábil, valiente y dispuesto a seguir adelante… ¡qué remedio! El riesgo fue modelando sus hábitos, y acertó, porque poco a poco fue resarcido por la inclemente naturaleza. Su prole logró proseguir en el laberinto del fuego.

Sobre la infernal tierra de finales del Pérmico e inicios del Triásico, la vida se mantuvo. La escasa vida que daría apelativo a la siguiente era, el Mesozoico, sugerente nombre que proviene del griego meso/μεσο que significa “entre” y zoon/ζωον que significa “animal”. La vida intermedia entre la tragicomedia iniciada en el Cámbrico y el juvenil avanzar del Terciario/Cuaternario por donde mucho más tarde nos íbamos a mover los humanos. En la siguiente entrada iniciaremos el relato de la recuperación.

1. Podéis leer la información más de detalle en esta entrada del Science 2.0. [↩]
2. Más detalle en este enlace. [↩]
3. Una mayor información en este enlace a una publicación de la revista Science de abril de 2015. [↩]
4. Más información sobre este suceso en este enlace. [↩]
5. En este enlace encontráis una descripción del impacto de Wilkes Land. [↩]

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