Nella più grande estinzione della Terra, le morti sulla terraferma sono iniziate molto prima di quelle nell’oceano


I ricercatori hanno datato i depositi di cenere di questa collina, chiamata koppie in Sud Africa. La parte inferiore del koppie Loskop espone strati precedenti all’estinzione del Permiano (Palingkloof Membro della Formazione Balfour), mentre la parte superiore contiene strati depositati dopo l’estinzione (Formazione Katberg).

L’estinzione di massa alla fine del periodo permiano di 252 milioni di anni fa – una delle più grandi morie di vita sulla Terra – sembra aver avuto un andamento diverso e in tempi diversi sulla terraferma e in mare, secondo i letti fossili appena ridisegnati provenienti dal Sudafrica e dall’Australia.


Nuove epoche per i vertebrati fossili che vivevano subito dopo la scomparsa della fauna che dominava il tardo Permiano dimostrano che i cambiamenti dell’ecosistema sono iniziati centinaia di migliaia di anni prima sulla terraferma che in mare, portando alla fine alla scomparsa del 70% delle specie di vertebrati terrestri. La successiva estinzione marina, in cui scomparve quasi il 95% delle specie oceaniche, potrebbe essere avvenuta nell’arco di decine di migliaia di anni.

Anche se la maggior parte degli scienziati ritiene che una serie di eruzioni vulcaniche, che si sono verificate in grandi impulsi per un periodo di un milione di anni in quella che oggi è la Siberia, siano state la causa principale dell’estinzione del Permiano, il ritardo tra l’estinzione della terraferma nell’emisfero meridionale e l’estinzione marina nell’emisfero settentrionale suggerisce diverse cause immediate.

“La maggior parte degli scienziati pensava che il collasso della vita terrestre fosse iniziato nello stesso momento del collasso marino, e che fosse avvenuto nello stesso momento nell’emisfero sud e nell’emisfero nord”, ha detto la paleobotanica Cindy Looy, Università della California, Berkeley, professore associato di biologia integrativa.

“Il fatto che i grandi cambiamenti non siano stati sincroni nell’emisfero nord e nell’emisfero sud ha un grande effetto sulle ipotesi di ciò che ha causato l’estinzione. Un’estinzione nell’oceano non deve, di per sé, avere la stessa causa o lo stesso meccanismo di un’estinzione avvenuta sulla terraferma”.

Foglia fossilizzata di Glossopteris, l’albero più comune e dominante dell’emisfero meridionale prima delle perturbazioni dell’ecosistema nel tardo Permiano.

La perdita dello strato di ozono ha contribuito all’estinzione?

I membri del laboratorio di Looy hanno condotto esperimenti su piante viventi per determinare se un crollo dello strato di ozono protettivo della Terra possa aver irradiato e spazzato via specie vegetali.

Altri cambiamenti globali – il riscaldamento del clima, l’aumento dell’anidride carbonica nell’atmosfera e l’aumento dell’acidificazione degli oceani – si sono verificati anche verso la fine del Permiano e l’inizio del Triassico e probabilmente hanno contribuito all’estinzione di massa.

Sulla terraferma, l’estinzione finale dei vertebrati permiani è meglio documentata nel Gondwana, la metà meridionale del supercontinente noto come Pangea che alla fine si è separato nei continenti che oggi conosciamo come Antartide, Africa, Sud America e Australia. Lì, nel bacino del Karoo sudafricano, popolazioni di grandi erbivori si sono spostate dall’assemblaggio di Daptocephalus all’assemblaggio di Lystrosaurus. Questi gruppi sono ora estinti.

Un granello di polline fossilizzato prodotto da una specie di Glossopteris chiamato Protohaploxypinus limpidus. La barra di scala è di 1/100 di millimetro.

Nell’oceano, l’estinzione è meglio documentata nell’emisfero settentrionale, in particolare dai fossili cinesi. L’estinzione del Permiano finale è forse meglio associata alla scomparsa dei trilobiti.

Per migliorare le date precedenti dell’estinzione terrestre, un team internazionale di scienziati, tra cui Looy, ha condotto la datazione dell’uranio-piombo di cristalli di zircone in un deposito di cenere vulcanica ben conservato del bacino del Karoo. Looy, che è anche curatore della paleobotanica al Museo di Paleontologia del campus e curatore delle gimnosperme dell’Università e di Jepson Herbaria, ha confermato che i sedimenti di diversi metri sopra lo strato datato erano privi di polline di Glossopteris, prova che queste felci da seme, che dominavano le fioriture del tardo Permiano nel Gondwana, si sono estinte in quel periodo.

A 252,24 milioni di anni, i cristalli di silicato zirconio-microscopici che si formano nel magma ascendente all’interno dei vulcani e che vengono vomitati nell’atmosfera durante le eruzioni, sono 300.000 anni più antichi delle date ottenute per il confine confermato del Permiano-Triassico (P-T) in Cina. Ciò significa che lo strato di sedimenti che si presume contenga il confine P-T in Sudafrica aveva in realtà almeno 300.000 anni di età in più.

Cristalli di zircone rappresentativi di quelli datati per il nuovo studio.

Le date di un deposito di cenere in Australia, appena al di sopra degli strati che documentano l’estinzione iniziale della pianta, sono analogamente di quasi 400.000 anni più antiche del previsto. Quel lavoro è stato pubblicato a gennaio da Christopher Fielding e colleghi dell’Università del Nebraska di Lincoln.

“Il bacino di Karoo è il figlio manifesto del turnover dei vertebrati permiani, ma fino a poco tempo fa non era ben datato”, ha detto Looy. “La nostra nuova datazione dello zircone mostra che la base della zona del Lystrosaurus precede l’estinzione marina di diverse centinaia di migliaia di anni, in modo simile al modello australiano. Ciò significa che sia il fatturato floreale che faunistico del Gondwana è fuori sincrono con la crisi biotica marina dell’emisfero settentrionale”.

“Da alcuni anni ormai sappiamo che, in contrasto con l’estinzione della massa marina, gli impulsi di perturbazione della vita sulla terraferma sono continuati in profondità nel periodo triassico. Ma che l’inizio del ricambio terrestre è avvenuto tanto tempo prima dell’estinzione marina è stata una sorpresa”.

Robert Gastaldo del Colby College possiede un cranio di Lystrosaurus maccagi, un comune tetrapode sinapsidico tardo permiano nel bacino del Karoo, in Sudafrica.

Nel loro documento, Looy e un team internazionale di colleghi hanno concluso “che si dovrebbe dare maggiore considerazione a una transizione più graduale, complessa e sfumata degli ecosistemi terrestri durante il Changhsingian (l’ultima parte del Permiano) e, forse, il primo Triassico”.

Looy e colleghi hanno pubblicato i loro risultati sulla rivista ad accesso aperto Nature Communications.

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