Sapere Scienza

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Estinzione dei dinosauri. Asteroide o vulcani: qual è stata la causa scatenante?

21 Marzo 2019

Quello dell'estinzione dei dinosauri è un vero e proprio giallo. La prima risposta che solitamente si riceve per quanto riguarda la scomparsa di questi mitici animali, avvenuta circa 66 milioni di anni fa, vede come colpevole il devastante impatto con un asteroide (o cometa), avvenuto a Chicxulub, in Messico: il conseguente innalzamento di polveri e vapore avrebbe dato inizio a un lungo inverno, invivibile per la maggior parte delle specie presenti. L'asteroide ha tutte le carte in regola per essere considerato l'indiziato principale. Nello stesso intervallo di tempo, in India, da una intensa attività vulcanica, nascevano i Trappi del Deccan, che hanno seppellito la maggior parte del subcontinente sotto 2 chilometri di roccia lavica, basalto, rilasciando una gran quantità di gas nell'atmosfera, sostanze pericolose per la sopravvivenza delle forme di vita allora esistenti sul nostro pianeta.
Su Science sono stati di recente pubblicati due studi che dibattono sulle cause di quella che è chiamata estinzione K-T, due lavori dalle intenzioni discordanti che però presentano un prezioso punto in comune: un'ottima corrispondenza cronologica per la formazione dei Trappi del Deccan. Cerchiamo di capire insieme le novità sulla più celebre estinzione della storia della Terra.

 

L'estinzione K-T
 

La teoria secondo la quale i dinosauri sarebbero scomparsi a causa dell'impatto con un oggetto proveniente dallo spazio nacque proprio in Italia, a Gubbio: in questo piccolo centro umbro il geologo Walter Álvarez, figlio del Premio Nobel per la Fisica Luis Álvarez, durante le indagini in una gola rocciosa situata in periferia, si accorse delle strane caratteristiche del sottile strato di argilla che segnava in quella parete la fine del Cretaceo. Era una linea che separava uno strato ricco di fossili da un calcare con rare tracce di vita, una divisione che indicava chiaramente un evento che aveva portato a un'estinzione di massa. Il piccolo livello argilloso doveva nascondere degli indizi importanti di cosa doveva essere avvenuto in quel remoto passato, ma come ricavarne delle informazioni? La richiesta di suggerimenti al papà fisico fu provvidenziale: la chiave era nell'analisi dei metalli pesanti. Questi ultimi, tra i quali figura l'iridio, sono rari sulla superficie terrestre ma più comuni nello spazio e piccole quantità, in forma di polvere cosmica, giungono sino a noi. La concentrazione di iridio poteva essere un indicatore dei tempi di formazione dello strato argilloso: poco iridio sarebbe stato sintomo di una genesi veloce, molto di un periodo di formazione di durata maggiore. I risultati lasciarono gli scienziati esterrefatti: di iridio ce n'era tanto, troppo. Era un'anomalia che, però, mostrò di essere presente non solo in Umbria ma anche in altri luoghi, sempre in corrispondenza del limite tra Cretaceo e Terziario (da qui la denominazione K-T). Nel 1980 gli Álvarez, insieme ad altri colleghi di Berkeley, pubblicarono su Science l'articolo che avrebbe fatto tremare il mondo della paleontologia, in cui si sosteneva la teoria dell'estinzione dei dinosauri dovuta all'impatto con un asteroide. Grazie al grande fermento creatosi e nonostante il numero di detrattori dell'ipotesi, nei 10 anni consecutivi furono trovate altre prove geologiche a carico di questa tesi sino ad arrivare, alla fine degli anni '90, al ritrovamento del cratere d'impatto, nello Yucatán.
Quello che colpì la Terra non era "un asteroide a ciel sereno": erano già in atto cambiamenti ambientali dovuti ai grandi vulcani indiani che avevano iniziato a eruttare lava e gas. Gli scienziati da anni si chiedono se questa precedente attività non avesse già messo in serie difficoltà la vita e la biodiversità esistente.

 

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I vulcani indiani hanno danneggiato gli ecosistemi prima dell'impatto?

 

Ci sono prove del cambiamento climatico in atto sulla Terra prima dell'avvento dell'asteroide/cometa. Circa 400.000 anni prima del catastrofico evento, il pianeta si era gradualmente riscaldato fino ad arrivare a un incremento di 5°C delle temperature, in seguito precipitate prima dell'estinzione di massa. Alcuni ricercatori credono che i Trappi del Deccan possano essere i responsabili del riscaldamento globale, suggerendo che l'80% della lava sia stata espulsa prima dell'impatto. Per confermare una versione dei fatti come questa sono necessarie cronologie accurate e precise. Le datazioni delle eruzioni dei Trappi del Deccan avevano fino a ora fornito dati incerti ma i due studi pubblicati poche settimane fa su Science non hanno solo mostrato la migliore cronologia delle eruzioni ma sono anche la prova che queste ultime hanno rivestito un ruolo importante nella fine dei dinosauri.
Nella ricerca condotta dal gruppo di Princeton sono stati analizzati i cristalli di zircone intrappolati tra gli strati di basalto. Esaminando il decadimento radioattivo dell'uranio (metodo Uranio-Piombo) contenuto in questi minerali, è possibile risalire al momento in cui sono stati ricoperti dalla lava. È stato un lavoro faticoso e complesso in quanto gli zirconi sono rari, infatti dei 141 siti di campionamento, solo 24 avevano cristalli di zircone contenenti uranio. La cronologia così ricostruita mostra che i Trappi del Deccan eruttarono in 4 intensi impulsi anziché in maniera continua e, uno di questi impulsi, avvenne proprio prima dell'impatto con l'asteroide. Questa affermazione è significativa alla luce dell'altra teoria, avvallata dal secondo studio apparso nella rivista scientifica, la quale ritiene che l'intensa attività vulcanica indiana sarebbe stata innescata dalla collisione con l'oggetto celeste.

 

L'impatto è stato un catalizzatore dell'attività vulcanica?

 

Nel secondo articolo di Science, le rocce basaltiche sono state direttamente datate con il metodo Argon-Argon da Courtney Sprain, geocronologa dell'Università di Liverpool, e dai suoi colleghi. Le date ricavate raccontano che le eruzioni cominciarono 400.000 anni prima dell'impatto ma ebbero il loro culmine in seguito, espellendo il 75% del loro volume totale nei 600.000 anni successivi. Un quadro di questo tipo rafforza la versione per cui la collisione con l'asteroide sia stata un catalizzatore dell'attività vulcanica, inoltre ci sarebbe una spiegazione anche per le modificazioni climatiche precedenti all'impatto. Sprain ha commentato: "Questo cambia la nostra prospettiva sul ruolo dei Trappi del Deccan nell'estinzione K-Pg [Cretaceo-Paleogene]. Sia che le eruzioni del Deccan non abbiano avuto un ruolo - cosa che pensiamo improbabile -, sia che una grande quantità di gas che modificano il clima siano stati eruttati durante l'impulso di volume minore delle eruzioni". L'ipotesi che gas vulcanici capaci di alterare il clima siano fuoriusciti dalle camere magmatiche sotterranee, frequentemente e non solo in occasione delle eruzioni, è supportata dall'osservazione dei vulcani attuali come l'Etna, in Italia, e il Popocatepetl, in Messico. Il magma che ribolle sotto la superficie, infatti, emette gas che giungono nell'atmosfera anche senza eruzioni. Questo potrebbe aver portato ai cambiamenti climatici registrati prima del picco nell'attività vulcanica.

 

Risposte dal passato per analizzare il presente

 

I due scenari descritti dai ricercatori sono differenti ma presentano un perfetto accordo in termini di tempistiche e questo è sicuramente un segnale positivo, in quanto conferma il miglioramento significativo delle tecniche di datazione e calibrazione. Ma risolvere l'enigma della scomparsa dei dinosauri non è solo un puro esercizio accademico (molto faticoso e dispendioso): comprendere come l'anidride carbonica e altri gas emessi nell'atmosfera dalle eruzioni vulcaniche possano cambiare il pianeta è vitale nel nostro presente. Quella dei dinosauri è l'estinzione di massa più recente e sapere il ruolo dell'impatto con l'asteroide e dei Trappi del Deccan potrebbe aiutarci a capire a cosa potremmo andare incontro in un possibile futuro.

 

Altre testimonianze di mondi perduti provengono dall'analisi di gocce di resina fossilizzate. Per saperne di più, acquistate e leggete l'articolo di Luigia Sabbatini e Inez Dorothé van der Werf, "L'ambra: una finestra sul passato", pubblicato nel numero di febbraio 2016 di Sapere.

copertina   maggio-giugno 2019

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