salutació

A mi m'agraden els dinosaures i la paleontologia, ( i també l'arqueologia ) .... i a tu?

dimecres, 10 d’agost de 2016

La hipòtesi de l'impacte meteòric al Límit K/T.

Dins de la gran hipòtesi d'extinció sobtada per al Límit K/T, la teoria més acceptada en els cercles científics i la més coneguda a nivell popular en l'Actualitat és que l'extinció de fa 66 M.A. es va originar a partir de l'impacte d'un gran meteorit. No ho pot explicar tot, aquesta afirmació està recolzada per un munt d'evidències geològiques, les quals anirem a repassar aquí.

LA CAPA D'IRIDI

Per saber com es va arribar a aquesta teoria, tenim que retrocedir als anys 1970, quan els geòlegs nord-americans Walter Álvarez i Bill Lowrie inspeccionaven la serralada dels Apenins (Itàlia), intentant refutar la hipòtesi de que la cadena muntanyenca s'havia elevat per la rotació de l'escorça continental de la Península Itàlica. En els sediments de roca calcària del Cretaci i del Paleògen a la localitat de Gubbio (Úmbria) s'observaven coses molt diferents. El nivell cretaci presentava un munt de fòssils de microorganismes marins, els foraminífers, però molt pocs d'ells es trobaven al Paleògen (de fet, els foraminífers es troben entre les víctimes més importants del Límit K/T). I a més, el procés d'exterminació dels microorganismes semblava ràpida, pel que l'objectiu era trobar algun component a la zona limítrofa que es sedimentés constantment i indiqués la velocitat de l'extinció.
El pare d'en Álvarez, en Luís Álvarez, físic amb el Premi Nobel de la seva especialitat, va suggerir al seu fill que utilitzés l'iridi com a principal responsable. L'iridi és un metall molt rar a la Terra en condicions normals, en una proporció de 0,1 parts per mil milions (per cada mil milions de grans de sediment, només una desena part de gram és d'iridi). I per si això ja sembla molt, s'han arribat a identificar capes d'iridi que es sedimenten constantment, i s'ha apuntat que el causant d'això serien els meteorits, ja que aquests cossos rocosos extraterrestres si que presenten el metall en una certa quantitat. Al 1978, el químic Frank Asaro va analitzar el sediment de fa 66 M.A. (llavors es considerava que era 65 M.A.) procedent de Gubbio i va trobar que el contingut en iridi era 90 vegades més gran del normal.

La ratlla de l'iridi en els sediments calcaris de Gubbio. La part sud-est correspon al Cretaci i la part nord-oest correspon al Terciari/Paleògen.
Foto: UmbriaTouring.it.

Cartell turístic amb la indicació de la paret rocosa on es va identificar l'iridi del Límit K/T a Gubbio, coneguda com la Gola de l'iridi.
Foto: Ian Cheney.
El següent pas era veure si aquest fenomen de l'iridi només era aplicable a Gubbio o succeïa el mateix en altres parts del món. En Walter Álvarez va visitar posteriorment els penya-segats de Stevns Klint (Dinamarca), també amb sediments cretàcics, i la mateixa capa d'iridi es trobava a la franja dels 66 M.A. Al 1979, en Álvarez va contactar amb els geòlegs holandesos Jan Smit i Jan Hertogen, que van identificar la capa en sediments situats a Caravaca de la Cruz (Múrcia). A partir d'aquí, els Álvarez, juntament amb en Asaro i la química nuclear Helen Michel, va publicar els seus resultats a la Science al 1980. Van apuntar que el causant de la sedimentació de l'iridi seria un gegantesc asteroide de 10 km de diàmetre (en divulgació, a vegades es senyala que seria tan gran com l'Everest). Als anys vuitanta, la capa d'iridi va aparèixer arreu del món i es van publicar més de 2000 articles sobre el tema durant la dècada.

La ratlla de l'iridi als penya-segats de Stevns Klint.
Foto: Martin Lehmann/Politiken (diari danès).
A partir d'aquí també van aparèixer més evidències a favor de l'impacte meteòric al Límit K/T. Com el "quars d'impacte" (shocked quartz en anglès), grans de mineral amb una estructura alterada per la pressió d'un impacte, que només es coneix en situacions on hi ha algun xoc com en alguns laboratoris, en proves nuclears i en cràters de meteorits. I també l'anomenat "pic de les falgueres", característic dels sediments on hi ha proves d'incendis forestals generalitzats on el pol·len de les Angiospermes és reemplaçat en gairebé la seva totalitat per les espores de les falgueres.

EL CRÀTER

El següent pas per confirmar la hipòtesi era la identificació d'algun cràter a l'època del Límit K/T. Una de les suposicions que es va fer és que el cos extraterrestre hauria d'haver impactat en una àrea marítima o costera durant el Cretaci superior, ja que així hauria ocasionat un enorme tsunami que s'hauria sedimentat en forma d'una capa de roca caòtica, coneguda com "tsunamita". L'objectiu era identificar les tsunamites en les localitats amb la capa d'iridi, les quals van aparèixer finalment a la riba del Brazos, un riu de Texas. Al llarg dels anys es van acabar descobrint 16 cràters amb una possible antiguitat de 70-60 M.A. al voltant de l'Oceà Atlàntic, amb el que hi podria haver varis impactes durant el Límit K/T. 
Però actualment, el fet més considerat per la comunitat científica i el més divulgat és el de l'existència d'un sol impacte gegantesc, de les proporcions de l'hipotètic asteroide dels Álvarez, que va succeir a la Península del Yucatán (Mèxic), llavors una zona marina. El cràter en si mateix s'anomena Chicxulub ("cua del Diable" en maia), d'uns 170 km de diàmetre. La hipòtesi de que aquest seria l'impacte prové del geòleg canadenc Alan Hildebrand, que al 1988 va tenir notícia de l'existència de Chicxulub, descobert durant una extracció deu anys abans. Chicxulub presenta totes les característiques de ser un cràter d'impacte meteòric, amb escorça col·lapsada en forma concèntrica a la zona inferior, roques foses riques en iridi, tsunamites al proper Golf de Mèxic i roques del cos extraterrestre amb quars d'impacte en jaciments mexicans i haitians. I la datació de la capa de roca fosa és segurament de 66 M.A. Els primers resultants sobre el tema van ser publicats al 1990, i no s'ha parat des de llavors. En una altra entrada exposaré les notícies que hi ha hagut enguany sobre Chicxulub.

Mapa del nord de la Península del Yucatán on el semicercle mostra la zona del cràter de Chicxulub situada en terres emergides, amb la resta sota el mar.
Foto: NASA (missió Shuttle Radar Topography).

Mapa amb la disposició de les terres emergides durant el Maastrichtià, on Chicxulub està indicat amb una estrella i les localitats amb tsunamites (com el riu Brazos) amb un cercle.
Foto: NAU Geology.
ELS EFECTES DE L'IMPACTE

Imaginar que un meteorit de la mida d'una muntanya impacta contra el nostre planeta, ja sembla que estiguem parlant de l'Apocalipsi, un desastre que canvia la vida de la Terra per sempre. No existeix un consens entre tots els geòlegs i paleontòlegs sobre el probable efecte del meteorit de Chicxulub, però la majoria està d'acord de la globalitat que tindria aquest esdeveniment. Quan els Álvarez i els seus col·laboradors van mostrar els resultats, van suggerir que un gegantesc núvol de pols aixecat per l'impacte va produir una foscor global que pararia la fotosíntesi de les plantes i faria baixar les temperatures molt i molt ràpid, matant primer als herbívors i després als carnívors. També hi hauria una intensa pluja àcida al escalfar-se l'Atmosfera i, si el meteorit hagués aterrat a l'oceà, un efecte hivernacle després de la onada de fred produït per una gran quantitat de vapor d'aigua que hauria pujat a l'Atmosfera després del xoc. Quan es va estudiar Chicxulub per primera vegada, hi ha moltes roques compostes d'anhidrita, un mineral ric en sofre. Les erupcions volcàniques i fenomens semblants com els impactes meteòrics emeten grans quantitats de diòxid de sofre (SO2), que es combina amb el vapor d'aigua originant una capa d'àcid sulfúric a l'Estratosfera que precipita en forma de pluja àcida. El que també passa a causa de la mà humana a partir de les centrals elèctriques i energètiques que funcionen amb combustibles fòssils.

Sediments amb tsunamites del Límit K/T a Arroyo el Mimbral, a l'estat mexicà de Tamaulipas.
Foto: Lunar and Planetary Institute (LPI).
Un exemple d'un estudi amb l'objectiu d'obtenir una relació de conseqüències produïdes per l'impacte de Chicxulub, està el de l'equip dirigit per en Kevin Pope, que al 1993 va crear un model informàtic que intentava reproduir les conseqüències de la catàstrofe, pel que van tenir en compte la forma del cràter i una capa de 3 km de sediment que es troba just damunt d'aquest. Amb el xoc realitzat, les grans quantitats de diòxid de sofre i vapor d'aigua emeses a l'atmosfera es desplaçarien cap a la veïna Amèrica del Nord. Els pols i les cendres també aixecats pel meteorit haurien fet el seu efecte durant més d'un any, però la capa d'àcid sulfúric de l'Estratosfera tindria conseqüències que es perllongarien durant una dècada, impedint el pas d'un 50% de la llum solar i una acidificació elevada del sòl terrestre i l'aigua dolça i marina. El fum, la pols i les cendres, per la seva part, hauria refredat i enfosquit el planeta entre unes setmanes i uns mesos després de l'impacte, amb temperatures properes als 0ºC a gairebé tot el món. Després, els nivells de temperatura i llum retornarien a la seva posició habitual per la calor acumulada als oceans i la condensació del fum i la pols.

Dibuix amb anglès sobre els efectes immediats de l'impacte de Chicxulub a Amèrica del Nord.
Foto: David Kring/LPI.
Al cap de poc, es passaria d'una onada de fred a una onada de calor que hauria afectat negativament als organismes terrestres més grans. Per no parlar dels tsunamis, que arrasarien totes les costes del planeta. L'excés de radiació produït durant les hores següents a l'impacte seria una de les primeres causes de mort en els organismes no marins de gran mida com els dinosaures no aviaris. Els animals més petits tindrien més capacitat de supervivència per trobar refugi en amagatalls, com els caus excavats sota terra en el cas dels mamífers i rèptils més petits, l'aigua pels vertebrats ectotèrmics semi-aquàtics i la vegetació i l'aigua pels vertebrats endotèrmics semi-aquàtics. D'aquesta manera s'explica la supervivència de moltes classes de peixos, amfibis, llangardaixos, serps, cocodrils, marsupials i placentaris, respecte als Pterosaures i als dinosaures no aviaris (per la impossibilitat d'un refugi a causa de la seva gran mida). La causa de l'extinció d'animals més petits durant el Límit K/T és per ara desconeguda.

Tres tipus diferents de mamífers amb un esquelet de Triceratops, que segurament haurien utilitzat com a refugi. Aquest tipus d'imatges són força comunes, mostrant als supervivents respecte als fracassats.
Foto: ND Geological Survey. 

Cap comentari:

Publica un comentari a l'entrada