Esporas normales (izquierda) y malformadas (derecha) del este de Groenlandia.
Crédito: John Marshall.
Investigadores de la Universidad de Southampton han demostrado que un evento de extinción hace 360 millones de años, que mató a gran parte de las plantas y la vida acuática de agua dulce de la Tierra, fue causado por una breve ruptura de la capa de ozono que protege a la Tierra de la radiación ultravioleta (UV) dañina. . Este es un mecanismo de extinción recientemente descubierto con profundas implicaciones para nuestro mundo en calentamiento hoy en día.
Investigadores de la Universidad de Southampton han demostrado que un evento de extinción hace 360 millones de años, que mató a gran parte de las plantas y la vida acuática de agua dulce de la Tierra, fue causado por una breve ruptura de la capa de ozono que protege a la Tierra de la radiación ultravioleta (UV) dañina. Este es un mecanismo de extinción recientemente descubierto con profundas implicaciones para nuestro mundo en calentamiento hoy en día.
Ha habido una serie de extinciones masivas en el pasado geológico. Solo una fue causada por un asteroide que golpeó la Tierra, que fue hace 66 millones de años cuando los dinosaurios se extinguieron. Tres de las otras, incluido el final de la Gran Muerte Pérmica, hace 252 millones de años, fueron causadas por enormes erupciones volcánicas a escala continental que desestabilizaron la atmósfera y los océanos de la Tierra.
Ahora, los científicos han encontrado evidencia que demuestra que los altos niveles de radiación UV colapsaron los ecosistemas forestales y mataron a muchas especies de peces y tetrápodos (nuestros antepasados de cuatro miembros) al final del período geológico del Devónico, hace 359 millones de años. Esta explosión dañina de radiación UV ocurrió como parte de uno de los ciclos climáticos de la Tierra, en lugar de ser causada por una gran erupción volcánica.
El colapso del ozono ocurrió cuando el clima se calentó rápidamente luego de una intensa edad de hielo y los investigadores sugieren que la Tierra hoy podría alcanzar temperaturas comparables, posiblemente desencadenando un evento similar. Sus hallazgos se publican en la revista Science Advances.
El equipo recolectó muestras de rocas durante expediciones a regiones polares montañosas en el este de Groenlandia, que una vez formaron un enorme lecho de lago antiguo en el árido interior del viejo continente de arenisca roja, compuesto por Europa y América del Norte. Este lago estaba situado en el hemisferio sur de la Tierra y habría sido similar en naturaleza al actual lago Chad, en el borde del desierto del Sahara.
Crédito:
Sarah Wallace-Johnson
Se recolectaron otras rocas de las montañas andinas sobre el lago Titicaca en Bolivia. Estas muestras sudamericanas provenían del continente sur de Gondwana, que estaba más cerca del Polo Sur Devónico. Tenían pistas sobre lo que estaba sucediendo en el borde de la capa de hielo del Devónico derritiéndose, permitiendo una comparación entre el evento de extinción cerca del polo y cerca del ecuador.
De vuelta en el laboratorio, las rocas se disolvieron en ácido fluorhídrico, liberando esporas de plantas microscópicas (como polen, pero de helechos como plantas que no tenían semillas o flores) que se habían conservado durante cientos de millones de años. En un examen microscópico, los científicos descubrieron que muchas de las esporas tenían espinas extrañamente formadas en su superficie, una respuesta a la radiación UV que dañó su ADN. Además, muchas esporas tenían paredes pigmentadas oscuras, que se cree que son una especie de ‘bronceado’ protector, debido a los niveles de UV aumentados y dañinos.
Los científicos concluyeron que, durante un período de rápido calentamiento global, la capa de ozono colapsó por un corto período, exponiendo la vida en la Tierra a niveles dañinos de radiación UV y desencadenando un evento de extinción masiva en tierra y en aguas poco profundas en el límite Devónico-Carbonífero.
Después del derretimiento de las capas de hielo, el clima fue muy cálido, con el aumento del calor sobre los continentes empujando químicos destructores de ozono generados naturalmente en la atmósfera superior. Esto dejó entrar altos niveles de radiación UV-B durante varios miles de años.
El investigador principal, el Profesor John Marshall, de la Facultad de Ciencias del Océano y de la Tierra de la Universidad de Southampton, que es un Explorador Geográfico Nacional, comenta: “Nuestro escudo de ozono desapareció por un corto tiempo en este período antiguo, coincidiendo con un breve y rápido calentamiento del planeta. Nuestra capa de ozono está naturalmente en un estado de flujo, constantemente se crea y se pierde, y hemos demostrado que esto también sucedió en el pasado, sin un catalizador como una erupción volcánica a escala continental «.
Durante la extinción, las plantas sobrevivieron selectivamente, pero fueron enormemente interrumpidas a medida que el ecosistema forestal colapsó. El grupo dominante de peces blindados (con caparazón) se extinguió. Los que sobrevivieron, tiburones y peces óseos, siguen siendo hasta hoy los peces dominantes en nuestros ecosistemas.
Estas extinciones llegaron en un momento clave para la evolución de nuestros propios antepasados, los tetrápodos. Estos primeros tetrápodos son peces que evolucionaron para tener extremidades en lugar de aletas, pero aún vivían principalmente en el agua. Sus extremidades poseían muchos dedos en manos y pies. La extinción restableció la dirección de su evolución con los sobrevivientes posteriores a la extinción siendo terrestres y con el número de dedos de manos y pies reducido a cinco.
El profesor Marshall dice que los hallazgos de su equipo tienen implicaciones sorprendentes para la vida en la Tierra hoy: “Las estimaciones actuales sugieren que alcanzaremos temperaturas globales similares a las de hace 360 millones de años, con la posibilidad de que un colapso similar de la capa de ozono pudiera ocurrir nuevamente, exponiendo la superficie y vida marina poco profunda a radiación mortal. Esto nos llevaría del estado actual del cambio climático a una emergencia climática ”.
Los lugares remotos visitados en el este de Groenlandia son muy difíciles de acceder, con viajes que involucran aviones ligeros capaces de aterrizar directamente en la tundra. El transporte dentro de la vasta área de campo fue en botes inflables equipados con motores fuera de borda, todos los cuales tenían que caber en el pequeño avión.
Toda la logística de campo fue organizada por CASP, un fideicomiso caritativo independiente con sede en Cambridge que se especializa en trabajo de campo geológico remoto. Mike Curtis, Director Gerente de CASP dice: «Tenemos un historial de asistencia a geólogos de investigación como John Marshall y colegas para acceder a áreas de campo remotas y estamos particularmente complacidos de que su investigación haya demostrado tener implicaciones tan profundas».
Fuente: University of Southampton’s School of Ocean and Earth Science.
Artículo original: “Study shows erosion of ozone layer responsible for mass extinction event”. May 27, 2020.
Material relacionado:
_ Un Raro Agujero de Ozono se Abre sobre el Ártico, y es Grande. _
Las bajas temperaturas y un fuerte vórtice polar permitieron que los químicos royeran la capa protectora de ozono en el norte, sobre el Ártico:
Rare ozone hole opens over Arctic — and it’s big. Alejandra Witze / Nature, March 27, 2020.
_ Aunque la capa de ozono de la Tierra ha sido afectada en las últimas cuatro décadas por los clorofluorocarbonos (CFC) y compuestos químicos similares, los cambios se expresan de manera diferente en los polos Norte y Sur. Si bien cada año se forma un gran agujero de ozono sobre la Antártida, la concentración de ozono ártico es mucho más variable. Las diferencias ocurren porque los patrones climáticos son muy diferentes:
Arctic Ozone in Spring. NASA Earth Observatory, April 1, 2014.
_ En Marzo de 2011, el Observatorio de la Tierra publicó imágenes de un agotamiento raro y profundo en la capa de ozono sobre el Ártico. Las imágenes provienen de observaciones diarias realizadas por el instrumento de monitoreo de ozono en el satélite Aura de la NASA. Un nuevo estudio publicado en Nature utiliza un instrumento complementario sobre Aura, el Microwave Limb Sounder,(MSL), para describir cómo y por qué el evento se parecía mucho al «agujero de ozono» antártico anual.
MLS mira a través del borde de la atmósfera de la Tierra para medir gases, en este caso ozono y monóxido de cloro, uno de los gases destructores de ozono más dominantes.
La correlación encontrada entre el monóxido de cloro alto y el agujero de ozono no es accidental. La luz del Sol provoca una serie de reacciones químicas entre el monóxido de cloro y el ozono que finalmente destruye el ozono atmosférico:
Long Cold Spell Leads to Arctic Ozone Hole. NASA Earth Observatory. March 18, 2011.
_Contaminantes industriales medidos en bosques tropicales: _
Los investigadores del Departamento de Química muestran que la contaminación de la actividad humana en el este de Asia está teniendo un efecto negativo en la calidad del aire en las selvas tropicales a miles de kilómetros de distancia y podría dañar la capa de ozono si los niveles continúan aumentando:
Industrial pollutants measured in rain forests. Department of Chemestry, University of Cambridge, March 31, 2015.
_ Efectos sobre la salud del agotamiento del ozono: cáncer de piel: _
Las propiedades físicas únicas del ozono permiten que la capa de ozono actúe como protector solar de nuestro planeta, proporcionando un filtro invisible para ayudar a proteger todas las formas de vida de los dañinos rayos ultravioleta (UV) del Sol. La mayor parte de la radiación UV entrante es absorbida por el ozono y se evita que llegue a la superficie de la Tierra. Sin el efecto protector del ozono, la vida en la Tierra no habría evolucionado como lo ha hecho. Cualquier disminución significativa del ozono en la estratosfera daría como resultado un aumento de la radiación UV-B que llega a la superficie de la Tierra y de cánceres de piel:
Health Effects of Ozone Depletion: Skin Cancer. Ozone Hole (UK). 2019.
_ Recursos: _
_ Recomendamos con énfasis visitar el sitio: Ozone Hole.
_ La palabra agujero no es literal. Ningún lugar está vacío de ozono. Los científicos usan la palabra agujero como una metáfora del área en la que las concentraciones de ozono caen por debajo del umbral histórico de 220 unidades Dobson.Usando esta metáfora, pueden describir el tamaño y la profundidad del agujero. Los mapas del artículo siguiente, muestran a partir de registros satelitales el estado del agujero de ozono cada año en el día de máxima profundidad, el día en que se midieron las concentraciones más bajas de ozono, en una serie que comienza en 1979 y va hasta el 2019:
Satelite view of the depht of the Antartic Ozone Hole, from 1979 to 2019. NASA Earth Observatory.
_ Todas las imágenes, datos e información sobre el Ozono atmosférico, se encuentran en: