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Alteraciones en los océanos y su impacto en la biosfera
Alberto González Fairén

Impactos de enormes asteroides hace 3.300 millones de años, y episodios de vulcanismo masivo al final del Pérmico, han dejado una profunda huella en la evolución de la biosfera terrestre.
os impactos de grandes astroides son muy comunes durante las primeras fases de formación de los sistemas planetarios, y el nuestro no fue una excepción. Poco a poco, la frecuencia de impactos sobre los nuevos planetas va decayendo. Se estima que, en nuestro Sistema Solar, los impactos masivos comenzaron a ser muy poco frecuentes hace unos 3.800 millones de años.

Sin embargo, Donald Lowe (Stanford) y Gary Byerly (Universidad de Luisiana), publicaron en mayo de este año sus análisis que demuestran que al menos dos grandes cuerpos de entre 20 y 70 km de longitud colisionaron con la Tierra hace alrededor de 3.300 millones de años (Figura 1). Los impactos calentaron la atmósfera hasta los 500ºC durante varias semanas (la atmósfera permaneció por encima de los 100ºC durante cerca de un año), y provocaron la evaporación de los océanos, probablemente hasta dejar expuestos fondos marinos que estaban cubiertos anteriormente hasta por 100 metros de agua.
Esférulas formadas al re-condensarse las rocas...
Figura 1: Esférulas formadas al re-condensarse las rocas vaporizadas tras un gran impacto, identificadas en sedimentos de hace 3.300 millones de años localizados en Sudáfrica.
(Lowe and Byerly, 2015) Click para ampliar!
Sabemos que la vida en la Tierra se originó al menos 500 millones de años antes. En consecuencia, estos primitivos habitantes de nuestro planeta podrían haber estado al borde de la extinción o haberse extinguido por completo después de los impactos, especialmente los microorganismos que vivían en aguas poco profundas y los fotosintéticos.

Más de 3.000 millones de años más tarde, en el límite entre el Pérmico y el Triásico, más del 90% de las especies marinas desaparecieron, junto con dos tercios de los animales que habitaban tierra firme. En esta ocasión, el causante no fue un asteroide venido desde fuera de la Tierra, sino la actividad interna de nuestro planeta.

En un estudio publicado en abril de este año, y coordinado por Matthew Clarkson, de la Universidad de Edimburgo, se describe cómo los océanos de hace 252 millones de años absorbieron enormes cantidades de CO2 emanado por las erupciones volcánicas (Figura 2). Esta cantidad añadida de CO2 provocó cambios sustanciales en la composición química de los mares, particularmente haciéndolos mucho más ácidos. En aguas ácidas, los organismos marinos no pueden fabricar sus conchas, ya que los materiales que las forman se disuelven y no llegan a tener consistencia.
Trabajo de campo en los sedimentos...
Figura 2: Trabajo de campo en los sedimentos que contienen evidencias de episodios de vulcanismo masivo al final del Pérmico, en los Emiratos Árabes Unidos. (D. Astratti) Click para ampliar!
La actividad volcánica masiva estuvo dividida en dos episodios separados: en un primer momento, el vulcanismo masivo se desarrolló de forma gradual, durante 50.000 años, y no provocó una acidificación significativa de los mares; en un segundo episodio, sin embargo, el vulcanismo provocó una inyección mucho más rápida de CO2 en la atmósfera, durante solo 10.000 años, causando una abrupta acidificación oceánica, y provocando un episodio de extinción masiva que se prolongó durante 60.000 años.

Una consecuencia importante de este estudio es la información que proporciona acerca del proceso actual de acidificación de los océanos, causado por la actividad humana. Si bien Clarkson y sus colaboradores calculan que la cantidad de CO2 incorporada a la atmósfera en el segundo episodio de acidificación fue mayor que la que podría suponer la combustión de todas las reservas de combustibles fósiles que existen en la Tierra hoy (24.000 vs. 3.000 gigatoneladas de C, respectivamente), el factor determinante no es la cantidad, sino el ritmo: la velocidad de incorporación de CO2 a la atmósfera en el segundo episodio de vulcanismo al final del Pérmico (2.4 gigatoneladas al año) fue menor que la que se está produciendo en nuestros días (10 gigatoneladas al año). Y aunque los océanos son capaces de absorber cierta cantidad de CO2 sin sufrir alteraciones, si la incorporación es demasiado rápida, la acidificación es inevitable, como lo son sus consecuencias sobre la biosfera (Figura 3).
Imágenes de “mariposa de mar”...
Figura 3: Imágenes de “mariposa de mar”, un pequeño caracol marino del tamaño de un guisante que sirve de alimento a numerosas comunidades oceánicas, desde krill hasta ballenas. Las imágenes muestran qué le sucede a la concha del caracol cuando se sumerge en agua de mar con el pH y la concentración de CO2 estimadas para el año 2100 si continúa el ritmo de emisiones actual. La concha es inservible después de sólo 45 días.
(D. Liittschwager/National Geographic) Click para ampliar!
 
 
Madrid, España, 03 de Setiembre de 2015.
 
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