La più grande estinzione di massa è avvenuta alla fine del Permiano, 252 milioni di anni fa. Si stima che circa il 90 per cento della vita marina della Terra fu eliminata. Per meglio comprendere la causa di questa “madre di tutte le estinzioni di massa”, i ricercatori dell’Arizona State University e della University of Cincinnati, hanno utilizzato una nuova tecnica geochimica. Il team ha misurato gli isotopi di uranio in antiche rocce di carbonato e ha scoperto un grande e rapido cambiamento nella chimica degli oceani, il quale si verificò nel periodo dell’estinzione. Il meccanismo dell’estinzione di fine Permiano è stato molto dibattuto. Una delle cause proposte per l’estinzione è stata il rilascio di idrogeno solforato, un gas tossico direttamente correlato ad un evento anossico oceanico, che è un impoverimento di ossigeno disciolto dal mare. Esistono varie prove dell’evento anossico oceanico prima dell’estinzione, ma i tempi e la portata rimangono sconosciuti. L’ipotesi precedente ipotizzava che l’oceano profondo fosse stato impoverito di ossigeno per milioni di anni prima della fine dell’estinzione. La nuova ricerca invece, utilizzando le misurazioni di isotopi di uranio nelle antiche rocce di carbonato, indica che il periodo dell’evento anossico è stato molto più breve. “Il nostro studio mostra che l’oceano era anossico per un massimo di decine di migliaia di anni prima della manifestazione di estinzione. E quindi il periodo indicato è molto più breve rispetto alle stime precedenti“, spiega Gregorio Brennecka, l’autore principale dello studio. Il team ha studiato campioni di roccia carbonatica nel sud della Cina. Lo studio presuppone di catturare il carbonato presente nelle rocce marine. In tal caso, è possibile usare i campioni per studiare i cambiamenti nella chimica degli oceani antichi. In una sezione di roccia risalente al periodo dell’estinzione, la squadra ha trovato un notevole cambiamento nelle rocce carbonatiche immediatamente precedenti l’estinzione di massa, che segnala un aumento di evento anossico oceanico. Il team ha anche trovato maggiore ratio nello stesso intervallo, che indica una diminuzione del contenuto di uranio di acqua di mare. Basse concentrazioni di uranio nell’acqua marina servono anche come segnali anossia oceanica. Queste riduzioni avvengono solo sulle rocce di questa epoca. Questo dimostra che l’evento anossico oceanico si è verificato solo poco prima dell’estinzione, piuttosto che il lasso di tempo molto più lungo ipotizzato in precedenza. Le scoperte del team rappresentano un aumento delle conoscenze sulla chimica degli oceani in un momento critico della storia della Terra. “Questa tecnica ci dà una migliore comprensione di come la chimica dell’oceano possa cambiare nel tempo, e come sia sensibile a determinati fattori ambientali“, dice Brennecka. “Uno dei risultati importanti di questo studio è che siamo stati in grado di quantificare la variazione relativa della quantità di anossia oceanica attraverso l’evento di estinzione negli oceani di tutto il globo. Precedenti studi erano solo in grado di mostrare se le condizioni anossiche fossero esistite o meno. Ora possiamo confrontare questo evento ad altri eventi nella storia della Terra e sviluppare una migliore comprensione di come la quantità di ossigeno nel mare sia cambiata nel tempo e come questo potrebbe aver influenzato la diversità marina“, dice Herrmann. “Concentrandosi sui carbonati possiamo studiare antichi eventi anossici in molti posti e in più eventi“, dice Anbar. “Questa è stata la nostra motivazione principale nello sviluppo della tecnica degli isotopi di uranio.” E’ solo recentemente che i ricercatori hanno sviluppato la capacità di misurare con precisione le leggere variazioni nei tassi di uranio, in gran parte dovutr alla ricerca completata. La maggior parte delle ricerche della squadra in questo studio sono state condotte all’ASU WM Keck Foundation (Laboratorio per la biogeochimica ambientale). “Negli ultimi dieci anni, il mio gruppo di ricerca ha lavorato con molti collaboratori per sviluppare nuove tecniche per studiare i cambiamenti di ossigeno nel mare attraverso il tempo“, spiega Anbar. “Siamo particolarmente interessati alle connessioni tra ossigenazione dell’oceano e l’evoluzione biologica. Questa tecnica rappresenta il nuovo metodo. Ci aspettiamo che possa essere molto utile in futuro“. “E’ eccitante essere qui, perché la maggior parte del lavoro di sviluppo per misurare gli isotopi di uranio è stato fatto in laboratorio negli ultimi cinque anni. E’ eccitante essere in prima linea per questi progressi“, afferma Brennecka. I risultati del team sono stati pubblicati alla National Academy of Sciences il 10 Ottobre in un articolo intitolato “La rapida espansione di anossia oceanica immediatamente prima della fine dell’estinzione di massa del Permiano“.
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