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Extinción masiva del Devónico tardío

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Intensidad de la extinción marina durante el Fanerozoico
%
Hace millones de años
CambrianOrdovicianSilurianDevonianCarboniferousPermianTriassicJurassicCretaceousPaleogeneNeogene
Comparación de los tres episodios de extinción del Devónico Tardío (D Tardío) con otros eventos de extinción masiva en la historia de la Tierra . Se muestra la intensidad de la extinción, calculada a partir de los géneros marinos .

La extinción masiva del Devónico Tardío , también conocida como el evento Kellwasser , fue un evento de extinción masiva que ocurrió hace unos 372,15 millones de años, en el límite entre las edades Frasniense y Famenniense del período Devónico Tardío . [ 1 ] [ 2 ] [ 3 ] Se la coloca como uno de los "Cinco Grandes" eventos de extinción masiva más severos en la historia de la Tierra, [ 4 ] con probable alrededor del 40% de las especies marinas extinguiéndose, aunque el grado de severidad es discutido. [ 5 ] Una segunda extinción masiva llamada el evento Hangenberg , también conocida como la extinción del final del Devónico, [ 6 ] ocurrió 13 millones de años después, hace unos 358,86 millones de años, poniendo fin al Famenniense y al Devónico, cuando el mundo hizo la transición al Período Carbonífero . [ 7 ] Históricamente, los efectos de los dos eventos de extinción se han confundido, y ambos eventos, en conjunto, transformaron profundamente los ecosistemas marinos. [ 8 ]

Aunque está bien establecido que hubo una pérdida masiva de biodiversidad en el Devónico tardío, la duración de este evento es incierta, con estimaciones que van desde 500.000 hasta 25 millones de años, extendiéndose desde mediados del Givetiense hasta finales del Famenniense. [ 9 ] Algunos consideran que la extinción se produjo en hasta siete eventos distintos, distribuidos a lo largo de unos 25 millones de años, con extinciones notables al final de las edades Givetiense , Frasniense y Famenniense . [ 10 ]

A finales del Devónico, la tierra había sido colonizada por plantas e insectos . En los océanos, los corales y los estromatopóridos construyeron enormes arrecifes . Euramérica y Gondwana comenzaban a converger en lo que se convertiría en Pangea . La extinción parece haber afectado solo a la vida marina . Entre los grupos más afectados se encuentran los braquiópodos , los trilobites y los organismos constructores de arrecifes ; estos últimos desaparecieron casi por completo. Las causas de estas extinciones no están claras. Las principales hipótesis incluyen cambios en el nivel del mar y anoxia oceánica , posiblemente desencadenados por el enfriamiento global o el vulcanismo oceánico. También se ha sugerido el impacto de un cometa u otro cuerpo extraterrestre, [ 11 ] como el evento del Anillo de Siljan en Suecia. Algunos análisis estadísticos sugieren que la disminución de la diversidad fue causada más por una disminución de la especiación que por un aumento de las extinciones. [ 12 ] [ 13 ] Esto podría haber sido causado por invasiones de especies cosmopolitas, más que por un solo evento. [ 13 ] Los placodermos fueron duramente golpeados por el evento Kellwasser y se extinguieron por completo en el evento Hangenberg, pero la mayoría de los demás vertebrados con mandíbulas se vieron menos afectados. Los agnatos (peces sin mandíbulas) estaban en declive mucho antes del final del Frasniense y fueron casi aniquilados por las extinciones. [ 14 ]

El evento de extinción estuvo acompañado de una anoxia oceánica generalizada ; es decir, una falta de oxígeno que impidió la descomposición y permitió la preservación de la materia orgánica. [ 15 ] [ 16 ] Esto, combinado con la capacidad de las rocas porosas de los arrecifes para retener petróleo, ha hecho que las rocas del Devónico sean una importante fuente de petróleo, especialmente en Canadá y Estados Unidos . [ 17 ] [ 18 ] [ 19 ]

Mundo del Devónico tardío

Durante el Devónico tardío, los continentes estaban dispuestos de forma diferente a la actual, con un supercontinente, Gondwana , que cubría gran parte del hemisferio sur. El continente de Siberia ocupaba el hemisferio norte, mientras que un continente ecuatorial, Laurrusia (formado por la colisión de Báltica y Laurentia ), se desplazaba hacia Gondwana, cerrando el océano Rheico . Los montes Caledonios también se extendían por lo que hoy son las Tierras Altas de Escocia y Escandinavia , mientras que los Apalaches se elevaban sobre América. [ 24 ]

La biota también era muy diferente. Las plantas, que habían estado en tierra firme en formas similares a musgos y hepáticas desde el Ordovícico , acababan de desarrollar raíces, semillas y sistemas de transporte de agua que les permitieron sobrevivir lejos de lugares constantemente húmedos, y así crecieron enormes bosques en las tierras altas. Varios clados habían desarrollado un hábito arbustivo o arbóreo para el Givetiense tardío, incluyendo los helechos cladoxilaleanos , los licopsidos lepidosigillarioides y las progimnospermas aneurófitas y arqueopteridas . [ 25 ] Los peces también estaban experimentando una enorme radiación, y los tetrapodomorfos , como el Tiktaalik de la época Frasniense , estaban comenzando a desarrollar estructuras similares a patas. [ 26 ] [ 27 ]

Patrones de extinción

El evento de Kellwasser y la mayoría de los demás pulsos del Devónico Tardío afectaron principalmente a la comunidad marina, y tuvieron un mayor efecto en los organismos de aguas cálidas poco profundas que en los de aguas frías. Los efectos del evento de Kellwasser también fueron más fuertes en latitudes bajas que en latitudes altas. [ 28 ] Se observan grandes diferencias entre las biotas antes y después del límite Frasniense-Fameniense, lo que demuestra la magnitud del evento de extinción. [ 29 ]

Destrucción de los arrecifes

Vista lateral de un estromatopórido que muestra láminas y pilares; Caliza Columbus (Devónico) de Ohio.

La categoría biológica más afectada por el evento Kellwasser fueron los constructores de arrecifes a base de calcita de los grandes sistemas de arrecifes del Devónico, incluidas las esponjas estromatoporoides y los corales rugosos y tabulados . [ 25 ] [ 30 ] [ 31 ] Dejó comunidades de belocerátidos y manticocerátidos devastadas. [ 32 ] Después del evento Kellwasser, los arrecifes del Famenniense estuvieron dominados principalmente por esponjas silíceas y bacterias calcificantes, produciendo estructuras como oncolitos y estromatolitos , [ 33 ] aunque hay evidencia de que este cambio en la composición del arrecife comenzó antes del límite Frasniense-Famenniense. [ 34 ] El colapso del sistema de arrecifes fue tan marcado que se necesitaría hasta el Mesozoico para que los arrecifes recuperaran su extensión del Devónico Medio. Los arrecifes mesozoicos y modernos se basan en corales escleractinios ("pétreos"), que no evolucionaron hasta el período Triásico. Los constructores de arrecifes del Devónico están completamente extintos en la actualidad: los estromatopóridos desaparecieron en el evento de Hangenberg a finales del Devónico, mientras que los corales rugosos y tabulados se extinguieron en la extinción del Pérmico-Triásico .

artrópodos marinos

Los trilobites se vieron profundamente afectados por el evento de extinción. Tres órdenes de trilobites se extinguieron: Corynexochida , Harpetida y Odontopleurida . Los tres habían estado en declive desde el evento Taghánico al final del Givetiense, que también acabó con el orden Lichida . Esto dejó solo dos órdenes de trilobites en el Famenniense: Phacopida y Proetida . Los trilobites que sobrevivieron al evento Kellwasser tendieron a preferir ambientes profundos y latitudes tropicales. Algunos grupos pequeños lograron prosperar después, a saber, los facópidos y los phillipsídidos cyrtosymbolinos . Estos especialistas en aguas cálidas sufrirían durante la ola de frío del evento Hangenberg, lo que truncó la recuperación posterior al Kellwasser. [ 35 ]

Los trilobites desarrollaron ojos más pequeños en el período previo al evento de Kellwasser, y posteriormente su tamaño volvió a aumentar. Esto sugiere que la visión era menos importante en torno a dicho evento, quizás debido al aumento de la profundidad o la turbidez del agua. Los bordes de la cabeza de los trilobites también se expandieron durante este período. Se cree que estos bordes cumplían una función respiratoria, y la creciente anoxia de las aguas provocó un aumento en su superficie como respuesta.

Entre los ostrácodos , ninguna familia se extinguió, pero las unidades taxonómicas a pequeña escala se vieron gravemente afectadas. Alrededor del 80 % de las especies de ostrácodos desaparecieron en todo el mundo, aunque la tasa de extinción alcanzó el 91 % en Europa del Este. Tanto los ostrácodos marinos de aguas someras como los de aguas profundas ("Turingias") se vieron afectados. Los ostrácodos que podían tolerar el estrés por falta de oxígeno sobrevivieron a la extinción con mayor facilidad, y las especies endémicas de aguas profundas se diversificaron rápidamente después. [ 36 ]

Otros invertebrados marinos

Otros taxones que se vieron gravemente afectados incluyen los braquiópodos , ammonites , conodontos , acritarcos y graptolitos . Los cistoides desaparecieron durante este evento. Los taxones supervivientes muestran tendencias morfológicas a lo largo del evento. Los braquiópodos atrípidos y estrofoménidos se volvieron más raros, siendo reemplazados en muchos nichos por productidos , cuyas conchas espinosas los hicieron más resistentes a la depredación y a las perturbaciones ambientales. [ 37 ]

Como ocurre con la mayoría de los eventos de extinción, los taxones especialistas que ocupaban nichos pequeños se vieron más afectados que los generalistas. [ 3 ] Los invertebrados marinos que vivían en ecorregiones más cálidas fueron más devastados en comparación con los que vivían en biomas más fríos. [ 38 ]

Vertebrados

Tiktaalik , un elpistostegaliano primitivo que respiraba aire. Estuvieron entre los vertebrados que se extinguieron debido al evento de Kellwasser.

Los vertebrados no se vieron fuertemente afectados por el evento Kellwasser, pero aun así experimentaron cierta pérdida de diversidad. Alrededor de la mitad de las familias de placodermos se extinguieron, principalmente grupos bentónicos con pocas especies. Las familias de placodermos más diversas sobrevivieron al evento solo para sucumbir en el evento Hangenberg al final del Devónico. La mayoría de los grupos de agnatos (peces sin mandíbulas) que aún sobrevivieron, como los osteostráceos , los galeáspidos y los heterostráceos , también se extinguieron al final del Frasniense. Los telodontos sin mandíbulas apenas sobrevivieron, sucumbiendo a principios del Famenniense. [ 39 ] La forma del aparato de alimentación de los conodontos varió con la proporción de isótopos de oxígeno y, por lo tanto, con la temperatura del agua de mar; esto puede estar relacionado con que ocupaban diferentes niveles tróficos a medida que cambiaba el aporte de nutrientes. [ 40 ] Entre los peces tetrapodomorfos de agua dulce y marinos poco profundos, los elpistostegalianos parecidos a tetrápodos (como Tiktaalik ) desaparecieron en el límite Frasniense-Famenniense. Los verdaderos tetrápodos (definidos como vertebrados de cuatro extremidades con dedos) sobrevivieron y experimentaron una radiación evolutiva después de la extinción de Kellwasser, [ 41 ] aunque sus fósiles son raros hasta mediados o finales del Famenniense.

Magnitud de la pérdida de diversidad

El colapso de la biodiversidad a finales del Devónico fue más drástico que el conocido evento de extinción que cerró el Cretácico . Un estudio reciente (McGhee 1996) estima que el 22% de todas las " familias " de animales marinos (principalmente invertebrados ) desaparecieron. La familia es una gran unidad, y perder tantas significa una profunda pérdida de diversidad de ecosistemas. A menor escala, el 57% de los géneros y al menos el 75% de las especies no sobrevivieron hasta el Carbonífero. Estas últimas estimaciones [ a ] deben tratarse con cierta cautela, ya que las estimaciones de pérdida de especies dependen de estudios de taxones marinos del Devónico que quizás no se conocen lo suficientemente bien como para evaluar su verdadera tasa de pérdidas, por lo que es difícil estimar los efectos de la preservación diferencial y los sesgos de muestreo durante el Devónico.

Duración y duración

Las tasas de extinción parecen haber sido superiores a la tasa de fondo durante un intervalo prolongado que abarca los últimos 20-25 millones de años del Devónico. Durante este tiempo, se pueden observar entre ocho y diez eventos distintos, de los cuales dos, los eventos de Kellwasser y Hangenberg, destacan por su particular gravedad. [ 42 ] El evento de Kellwasser fue precedido por un período más largo de pérdida de biodiversidad prolongada . [ 43 ]

El evento Kellwasser, llamado así por su localidad tipo , el valle de Kellwasser en Baja Sajonia , Alemania , es el término que se le da al pulso de extinción que ocurrió cerca del límite Frasniense-Famenniense (372,2 ± 1,6 Ma). La mayoría de las referencias a la "extinción del Devónico Superior" se refieren en realidad al evento Kellwasser, que fue el primero en detectarse a partir del registro de invertebrados marinos y fue la crisis de extinción más severa del Devónico Superior. [ 44 ] De hecho, es posible que haya habido dos eventos muy próximos entre sí, como lo demuestra la presencia de dos capas distintas de lutitas anóxicas. [ 45 ] [ 46 ] [ 47 ]

Existe evidencia de que el evento de Kellwasser fue un evento de dos pulsos, separados por un intervalo de aproximadamente 800.000 años. El segundo pulso fue más severo que el primero. [ 48 ]

Causas probables

Dado que las extinciones relacionadas con Kellwasser ocurrieron durante un período de tiempo tan largo, es difícil asignar una sola causa, y de hecho separar la causa del efecto. Desde finales del Devónico Medio (382,7 ± 1,6  Ma ), hasta el Devónico tardío (382,7 ± 1,6  Ma aHace 358,9 ± 0,4  Ma , se pueden detectar varios cambios ambientales en el registro sedimentario, que afectaron directamente a los organismos y causaron su extinción. Las causas de estos cambios son objeto de debate. Los posibles desencadenantes del evento Kellwasser son los siguientes:

Anoxemia

El principal marcador geológico del evento Kellwasser es una abundancia de esquisto negro , que se forma en agua de mar anóxica estable (privada de oxígeno). Las condiciones anóxicas se correlacionan mejor con las crisis bióticas que las fases de enfriamiento, lo que sugiere que la anoxia puede haber jugado el papel dominante en la extinción. [ 49 ] Numerosos sitios conservan un rápido aumento en la tasa de enterramiento de carbono orgánico y la correspondiente anoxia generalizada en las aguas del fondo oceánico. [ 50 ] [ 25 ] También se han descrito signos de anoxia en aguas someras en una variedad de localidades. [ 51 ] [ 52 ] [ 53 ] Las perturbaciones en aguas someras incluyen euxinia de la zona fótica : privación de oxígeno y una alta concentración de sulfuros tóxicos incluso en aguas superficiales iluminadas por el sol. Este caso extremo está documentado por excursiones concurrentes negativas de ∆ 199 Hg y positivas de δ 202 Hg en la Vía Marítima Devónica de América del Norte. [ 54 ] Las elevadas concentraciones de molibdeno respaldan aún más la existencia generalizada de aguas euxínicas. [ 55 ]

Hay buena evidencia de cambios de alta frecuencia del nivel del mar alrededor del evento Kellwasser Frasniense-Famenniense, con una transgresión ( aumento del nivel del mar ) asociada con el inicio de depósitos anóxicos; [ 56 ] es probable que las transgresiones marinas ayudaran a extender aguas desoxigenadas sobre la plataforma continental . [ 1 ] También existe evidencia de la modulación de la intensidad de la anoxia por los ciclos de Milankovitch . [ 57 ] [ 58 ] Las excursiones negativas de δ 238 U que coinciden con los eventos Kellwasser Inferior y Superior proporcionan evidencia directa de un aumento en la anoxia. [ 59 ]

El momento, la magnitud y las causas de la anoxia de Kellwasser siguen sin entenderse bien. [ 16 ] La anoxia no fue omnipresente en todo el mundo; en algunas regiones, como el sur de China , el límite Frasniense-Fameniense muestra evidencia de una mayor oxigenación del fondo marino. [ 60 ] Los indicadores de metales traza en las lutitas negras del estado de Nueva York apuntan a que las condiciones anóxicas solo ocurrieron intermitentemente, siendo interrumpidas por intervalos óxicos (ricos en oxígeno), lo que indica además que la anoxia no fue sincrónica globalmente. [ 61 ] El mismo hallazgo está respaldado por la prevalencia de tapetes de cianobacterias que viven en el fondo marino en las montañas Holy Cross en el período de tiempo alrededor del evento de Kellwasser. [ 62 ] Basándose en secciones europeas selectas, algunos autores argumentaron que la anoxia de Kellwasser se limitó a los mares epicontinentales y se desarrolló como resultado del afloramiento de aguas poco oxigenadas dentro de las cuencas oceánicas hacia aguas someras, en lugar de un evento anóxico oceánico global que se infiltró en los mares epicontinentales. [ 63 ]

La meteorización se ve favorecida por las plantas terrestres.

Archaeopteris , una de las primeras plantas con raíces profundas capaces de fracturar la roca madre para liberar nutrientes en el sistema global.

Durante el Silúrico tardío y el Devónico, las plantas terrestres, con la ayuda de los hongos, [ 64 ] [ 65 ] experimentaron una fase de evolución sumamente significativa conocida como la Revolución Terrestre Silúrico-Devónica . [ 66 ] [ 67 ] Su altura máxima pasó de 30 cm al comienzo del Devónico a 30 m en los árboles arqueoptéridos , [ 68 ] al final del período. Este aumento de altura fue posible gracias a la evolución de sistemas vasculares avanzados , que permitieron el crecimiento de sistemas complejos de ramificación y enraizamiento. [ 25 ] Estos nuevos sistemas vasculares permitieron a las plantas colonizar áreas más secas que antes les estaban vedadas. [ 69 ] Al mismo tiempo, la evolución de las semillas permitió a las plantas reproducirse y dispersarse en áreas que no estaban anegadas, lo que les permitió extenderse aún más a áreas inhóspitas del interior y de las tierras altas. [ 25 ]

Los dos factores combinados magnificaron enormemente el papel de las plantas en los ciclos de nutrientes a escala global. En particular, los bosques de Archaeopteris se expandieron rápidamente durante el Devónico Tardío. [ 70 ] Estos árboles altos requerían sistemas de raíces profundas para adquirir agua y nutrientes, y para proporcionar anclaje. Las raíces rompieron las capas superiores de la roca madre y estabilizaron una capa profunda de suelo, que podía alcanzar varios metros de espesor. En contraste, las plantas del Devónico temprano solo tenían rizoides y rizomas que no podían penetrar más de unos pocos centímetros. La movilización de una gran porción de suelo tuvo un efecto enorme: el suelo promueve la meteorización , la descomposición química de las rocas. Esto liberó grandes cantidades de iones previamente no explotados, como los fosfatos , que son nutrientes para las plantas y las algas. [ 25 ]

A medida que las plantas enraizadas se expandieron hacia las regiones de tierras altas, el aporte relativamente repentino de nutrientes al agua del río pudo haber causado eutrofización , floración de algas nocivas y anoxia subsiguiente. [ 71 ] [ 40 ] Durante una floración de algas, el material orgánico formado en la superficie a partir de algas muertas puede hundirse a tal velocidad que su descomposición consume todo el oxígeno disponible, creando condiciones anóxicas y asfixiando a los peces que habitan en el fondo. Los arrecifes fósiles del Frasniense estaban dominados por estromatopóridos y (en menor medida) corales, organismos que solo prosperan en condiciones de bajos nutrientes. Por lo tanto, el aporte postulado de altos niveles de nutrientes pudo haber causado una extinción. [ 25 ] [ 72 ]

La idea de que las plantas terrestres de raíces profundas contribuyeron a la anoxia ha sido una conjetura durante décadas, dado que los sedimentos terrestres son muy raros durante el Devónico Tardío. Un yacimiento en Groenlandia constituye una prometedora excepción a esta regla, al rastrear los flujos de nutrientes y el cambio climático en depósitos de lagos continentales. Las señales geoquímicas del yacimiento respaldan un vínculo entre la meteorización impulsada por las plantas, la escorrentía de fósforo y el enfriamiento global. Según un estudio, los picos de actividad volcánica provocarían altos niveles de CO₂ y , por lo tanto, un clima cálido y húmedo que favorecía el crecimiento de las plantas. En respuesta, la proliferación de plantas aumentaría la meteorización y la absorción de CO₂ , creando una anoxia masiva y forzando al clima a cambiar a condiciones más frías y secas, incluso más que antes de la actividad volcánica. Este ciclo aparentemente se repitió dos veces, una por cada pulso del Evento Kellwasser. [ 73 ] Otro estudio utilizó el mismo yacimiento para sugerir que el aumento de la actividad fluvial, y no las plantas, fue el principal impulsor de la meteorización durante una fase cálida y húmeda del clima. [ 74 ]

enfriamiento global

Se observa una excursión positiva de δ¹⁸O a través del límite Frasniense-Famenniense en braquiópodos de América del Norte , Alemania, España , Marruecos , Siberia y China ; [ 75 ] también ocurrieron excursiones de δ¹⁸O en apatita de conodontos en este momento. [ 76 ] Se conoce una excursión positiva similar de δ¹⁸O en fosfatos del límite, que corresponde a una eliminación de dióxido de carbono atmosférico y un evento de enfriamiento global. Esta excursión de isótopos de oxígeno se conoce a partir de estratos equivalentes en el tiempo en el sur de China y en el Paleotetis occidental , lo que sugiere que fue un cambio climático globalmente sincrónico. La alineación entre la caída de las temperaturas globales y el rápido declive de los arrecifes de metazoos atribuyó la culpa al enfriamiento global como un factor en el evento de extinción. [ 77 ]

La expansión revolucionaria de las plantas terrestres durante el Devónico se corresponde con una disminución a largo plazo de los niveles de CO₂ en la atmósfera. [ 78 ] Dado que el CO₂ es un gas de efecto invernadero, la reducción de sus niveles podría haber contribuido a un clima más frío, en contraste con el clima cálido del Devónico Medio. [ 25 ] El secuestro biológico de dióxido de carbono podría haber provocado, en última instancia, el inicio de la Edad de Hielo del Paleozoico Tardío durante el Famenniense, que se ha sugerido como causa del evento de Hangenberg. [ 79 ]

La meteorización de las rocas de silicato también extrae CO₂ de la atmósfera, y se ha sugerido que el secuestro de CO₂ por la formación de montañas es una causa de la disminución de los gases de efecto invernadero durante la transición Frasniense-Fameniense. Esta formación de montañas también puede haber mejorado el secuestro biológico a través de un aumento en la escorrentía de nutrientes. [ 80 ] La combinación de la meteorización de silicatos y el enterramiento de materia orgánica disminuyó las concentraciones atmosféricas de CO₂ de aproximadamente 15 a tres veces los niveles actuales. El carbono en forma de materia vegetal se produciría a escalas prodigiosas, y dadas las condiciones adecuadas, podría almacenarse y enterrarse, produciendo eventualmente vastas medidas de carbón (por ejemplo, en China) que bloquearon el carbono fuera de la atmósfera y en la litosfera . [ 81 ] Esta reducción en el CO₂ atmosférico habría causado un enfriamiento global y resultó en al menos un período de glaciación del Devónico tardío (y la posterior caída del nivel del mar), [ 25 ] probablemente fluctuando en intensidad junto con el ciclo Milankovic de 40 ka . La continua disminución del carbono orgánico acabó sacando a la Tierra de su estado de efecto invernadero durante el Famenniense y llevándola al período glacial que continuó durante el Carbonífero y el Pérmico. [ 82 ] [ 83 ]

Vulcanismo

Se sugirió que el magmatismo fue una causa de la extinción del Devónico Tardío en 2002. [ 84 ] El final del período Devónico tuvo un magmatismo de trampas y rifting extremadamente generalizado en las plataformas rusa y siberiana, que estaban situadas sobre plumas calientes del manto y se sugirió como causa de las extinciones Frasniense/Famenniense y del final del Devónico. [ 85 ] La gran provincia ígnea de Viluy, ubicada en la región de Vilyuysk en el cratón siberiano , cubre la mayor parte del margen nororiental actual de la plataforma siberiana. El sistema de rift de triple unión se formó durante el período Devónico; el rift de Viluy es la rama occidental restante del sistema y otras dos ramas forman el margen moderno de la plataforma siberiana. Las rocas volcánicas están cubiertas con sedimentos posteriores al Devónico Tardío-Carbonífero Temprano. [ 86 ]

Rocas volcánicas, cinturones de diques y sills que cubren más de 320.000 km²  , y una cantidad gigantesca de material magmático (más de 1 millón de km³ ) se formaron en la rama de Viluy. [ 86 ] Se sugirió que las grandes provincias ígneas de Viluy y Pripyat-Dnieper-Donets se correlacionan con la extinción Frasniense/Famenniense, [ 87 ] y se sugirió que las provincias magmáticas de Kola y Timan-Pechora están relacionadas con el evento de Hangenberg en el límite Devónico-Carbonífero. [ 85 ] El magmatismo de Viluy puede haber inyectado suficiente CO₂ y SO₂ en la atmósfera como para haber generado un invernadero y un ecosistema desestabilizados , causando un rápido enfriamiento global, descensos del nivel del mar y anoxia marina durante la deposición de la lutita negra de Kellwasser . [ 87 ] [ 88 ] La actividad de las Trampas de Viluy también puede haber propiciado la euxinia al fertilizar los océanos con sulfato, aumentando las tasas de reducción microbiana de sulfato. [ 89 ]  

Estudios recientes han confirmado una correlación entre las trampas de Viluy en la región de Vilyuysk en el cratón siberiano y la extinción de Kellwasser mediante datación 40 Ar/ 39 Ar. [ 90 ] [ 91 ] Las edades muestran que las dos hipótesis de fase volcánica están bien respaldadas y las edades medias ponderadas de cada fase volcánica son376,7 ± 3,4 y364,4 ± 3,4  Ma, o373,4 ± 2,1 y363,2 ± 2,0  Ma, que la primera fase volcánica está de acuerdo con la edad deSe propuso una edad de 372,2 ± 3,2  Ma para el evento Kellwasser. Sin embargo, la segunda fase volcánica es ligeramente más antigua que el evento Hangenberg, que se data en alrededor de358,9 ± 1,2  Ma. [ 91 ]

Se ha encontrado enriquecimiento de coroneno y mercurio en depósitos que datan del evento Kellwasser, con enriquecimientos similares en depósitos contemporáneos al evento Frasnes en el límite Givetiense-Frasniense y en otros contemporáneos al evento Hangenberg. Dado que el enriquecimiento de coroneno solo se conoce en asociación con grandes emisiones de provincias ígneas e impactos extraterrestres, y que no existe evidencia confirmada de que estos últimos ocurrieran en asociación con el evento Kellwasser, este enriquecimiento sugiere fuertemente una relación causal entre el vulcanismo y la extinción de Kellwasser. [ 92 ] Sin embargo, no todos los sitios muestran evidencia de enriquecimiento de mercurio a través del límite Frasniense-Famenniense, lo que lleva a otros estudios a rechazar el vulcanismo como explicación de la crisis. [ 54 ]

Otro factor que contribuyó a la extinción masiva de Kellwasser, aunque a menudo se pasa por alto, podría ser la ahora extinta caldera de Cerbero , que estuvo activa durante el Devónico tardío y se cree que sufrió una supererupción hace aproximadamente 374 millones de años. [ b ] [ 94 ] Los restos de esta caldera se pueden encontrar en el actual estado de Victoria, Australia. La actividad volcánica eovarisca en la Europa actual también pudo haber desempeñado un papel junto con las Trampas de Viluy. [ 95 ] [ 96 ]

Otros factores potenciales

Evento de impacto

Los impactos de bólidos pueden ser desencadenantes dramáticos de extinciones masivas. Algunos estudios han propuesto un impacto de asteroide como la causa principal de este recambio faunístico. [ 3 ] [ 97 ] El impacto que creó el Anillo de Siljan en Suecia ocurrió justo antes del evento de Kellwasser o coincidió con él. [ 98 ] [ 99 ] La mayoría de los cráteres de impacto, como el impacto de Alamo de la edad Frasniana en Nevada, generalmente no se pueden datar con la precisión suficiente para vincularlos con el evento; otros datados con precisión no son contemporáneos con la extinción. [ 2 ] Aunque se han observado algunas evidencias de impacto meteórico en lugares, incluidas anomalías de iridio [ 100 ] y microesférulas , [ 101 ] [ 102 ] [ 103 ] estas probablemente fueron causadas por otros factores. [ 49 ] [ 104 ] [ 105 ] Algunas líneas de evidencia sugieren que el impacto del meteorito y sus señales geoquímicas asociadas son posteriores al evento de extinción. [ 106 ] Los estudios de modelización han descartado un único impacto por ser totalmente incompatible con la evidencia disponible, aunque un escenario de impactos múltiples aún podría ser viable. [ 107 ]

Supernova

Se ha especulado que las supernovas cercanas a la Tierra podrían ser causantes de extinciones masivas debido a su capacidad para provocar el agotamiento de la capa de ozono . [ 108 ] Una explicación reciente sugiere que una explosión de supernova cercana fue la causa del evento específico de Hangenberg , que marca el límite entre los períodos Devónico y Carbonífero. Esto podría ofrecer una posible explicación para la drástica caída del ozono atmosférico durante el evento de Hangenberg, que podría haber permitido un daño masivo por radiación ultravioleta al material genético de las formas de vida, desencadenando una extinción masiva. Investigaciones recientes ofrecen evidencia de daño por radiación ultravioleta al polen y las esporas durante miles de años durante este evento, como se observa en el registro fósil, lo que, a su vez, apunta a una posible destrucción a largo plazo de la capa de ozono. Una explosión de supernova es una explicación alternativa al aumento de la temperatura global, que podría explicar la caída del ozono atmosférico. Debido a que las estrellas de masa muy elevada, necesarias para producir una supernova, tienden a formarse en regiones densas de formación estelar del espacio y tienen vidas cortas que duran como máximo decenas de millones de años, es probable que si se produjo una supernova, muchas otras también lo hicieran en los pocos millones de años siguientes. Por lo tanto, también se ha especulado que las supernovas fueron responsables del evento de Kellwasser, así como de toda la secuencia de crisis ambientales que abarcaron varios millones de años hacia el final del período Devónico. La detección de cualquiera de los radioisótopos extraterrestres de larga vida 146 Sm o 244 Pu en uno o más estratos de extinción del final del Devónico confirmaría un origen de supernova. Sin embargo, actualmente no existe evidencia directa de esta hipótesis. [ 109 ]

Otras hipótesis

Otros mecanismos propuestos para explicar las extinciones incluyen el cambio climático impulsado por la tectónica , el cambio del nivel del mar y la circulación oceánica. [ 110 ] [ 111 ] Todos estos han sido descartados porque no pueden explicar la duración, la selectividad y la periodicidad de las extinciones. [ 112 ] [ 49 ]

Véase también

Notas

  1. ↑ La estimación de especies es la más difícil de evaluar y la que tiene más probabilidades de ser ajustada.
  2. ↑ Si bien una supererupción por sí sola habría tenido efectos devastadores tanto a corto como a largo plazo, la extinción del Devónico tardío fue causada por una serie de eventos que contribuyeron a la extinción. [ 93 ]

Referencias

  1. 1 2 Becker, R. Thomas; House, Michael R. (13 de marzo de 1986). "Eventos de Kellwasser y sucesiones goniatíes en el Devónico de la Montagne Noire con comentarios sobre posibles causalidades" . Courier Forschungsinstitut Senckenberg . 169 : 45–77 . Recuperado el 19 de abril de 2023 .
  2. 1 2 Racki, 2005
  3. 1 2 3 McGhee, George R. Jr., 1996. La extinción masiva del Devónico tardío: la crisis frasniense/famenniense (Columbia University Press) ISBN 0-231-07504-9
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Fuentes

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  • Racki, Grzegorz (2005). «Hacia la comprensión de los eventos globales del Devónico tardío: pocas respuestas, muchas preguntas». En Over, D. Jeffrey (ed.). Comprensión de los eventos bióticos y climáticos del Devónico tardío y del Pérmico-Triásico: hacia un enfoque integrado . Avances en paleontología y estratigrafía (1.ª  ed.). Ámsterdam: Elsevier . ISBN 978-0-444-52127-9.
  • Extinciones masivas del Devónico tardío. Archivado el 27/07/2020 en Wayback Machine en The Devonian Times. Un excelente resumen.
  • Extinción masiva del Devónico
  • BBC "Los archivos de la extinción" "La extinción del Devónico tardío"
  • " Comprensión de los eventos bióticos y climáticos del Devónico tardío y del Pérmico-Triásico: Hacia un enfoque integrado " (Archivado el 8 de abril de 2019 en Wayback Machine ): una conferencia de la Sociedad Geológica de América celebrada en 2003 refleja los enfoques actuales.
  • PBS: Tiempo profundo