O QUE REALMENTE MATOU OS DINOSSAUROS?

Um projeto em curso ao longo da costa do México pode finalmente resolver uma controvérsia de longa data.

rendição do artista de um dinossauro derrubado pelo Credit atividade vulcânica: Imagem por pelo National Science Foundation, Zina Deretsky. domínio público através de Wikimedia Commons

Expressão artista de um dinossauro morto pela atividade vulcânica. Créditos da National Science Foundation, Zina Deretsky. Domínio público através de Wikimedia Commons

Uma extraordinária embarcação – parte navio, parte perfurador – esta sendo equipada no porto do Progreso, no México, para perfurar o passado da Terra. Esta primavera e verão, ele tentará recuperar um cilindro fino de rocha de 3¼ polegadas de largura a 3.300 pés de comprimento, começando no Eoceno a cerca de 50 milhões de anos atrás, fazendo a perfuração de todo caminho de volta para rochas criadas e contorcidas pelo impacto de um asteróide, a 66 milhões de anos atrás, quando os dinossauros desapareceram.

Entre os seus muitos objetivos científicos, o projeto irá medir novas datas para o impacto de Chicxulub, amplamente culpado por ter acabado com os dinossauros, uma vez que a teoria foi proposta pela primeira vez em 1980.

As novas datas, utilizando a última geração de alta precisão técnicas de datação de rochas, são necessárias porque uma revolução silenciosa na Earth Science transformou nossa compreensão de extinções em massa do passado da Terra, incluindo a extinção em massa do fim do Cretáceo.

EarthTime

No centro desta revolução esta a EarthTime, um projeto de colaboração internacional que fez melhorias para a precisão e exatidão das datações radiométrica de rocha, liderado pelo Professor Sam Bowring, do Instituto de Tecnologia de Massachusetts. Elementos radioativos (como o Urânio) entram decadência e geram outros elementos (como Chumbo). A taxa que eles fazem isso é chamado de “constante de decaimento” e é conhecida com muita precisão. Se você sabe o quanto do elemento pai mudou para o elemento filho, você pode usar a constante de decaimento para calcular a data em que a rocha foi formada.

Para saber mais, eu falei geocronologista Seth Burgess, um ex-aluno da Bowring, agora com o United States Geological Survey. “Nos últimos 10 anos ou 15 anos tem havido avanços significativos na exatidão e precisão de geocronologia,” Burgess me disse. A distinção entre exatidão e precisão é importante. Penseno tiro ao arco. Se um arqueiro dispara várias flechas e errar o alvo, mas todos batem no mesmo local em uma árvore, em seguida, ele acertou na mosca, mas não preciso. Se o arqueiro acerta suas flechas um pouco cima do alvo, ele acertou, mas não foi preciso. Se ele recebe todas as flechas no alvo, então ele é ao mesmo tempo exato e preciso.

Em geocronologia, você precisa de ambos, e, muitas das melhorias nestes parâmetros cruciais, Burgess diz, “cairam fora da iniciativa EarthTime, então não há melhor acordo entre laboratórios. Tem sido essa a grande inflexão na qualidade dos dados.”

Coincidência e ritmo

A fim de compreender o que aconteceu durante as grandes mudanças no passado distante da Terra, há dois problemas básicos de tempo para resolver: coincidência e ritmo.

Os cientistas devem estabelecer uma coincidência entre uma proposta de causa e seu efeito. Há uma grande quantidade de tempo na escala de tempo geológico, por isso não é bom culpando, digamos, uma erupção vulcânica se ocorreu depois de um evento de extinção em massa, ou se ocorreram tanto tempo antes da extinção que não há nenhum mecanismo plausível para ligar o dois.

Os cientistas também devem estabelecer o quão rápido foi a mudança.

Qual é a velocidade de “rápido?”

Simplificando, há dois prazos a serem considerados: 1.000 e 10.000 anos.

Quando se trata de extinções em massa da vida do oceano, a acidificação dos oceanos tem sido apontada como um dos mecanismos assassinos (a propagação de zonas mortas sedentas de oxigênio, chamada “anoxia” é outra, que por si só é desencadeada por uma cascata de conseqüências biológicas da acidificação dos oceanos e aquecimento global).

Mudanças que ocorrem em escalas de tempo mais longo do que 10 mil anos tendem a ser neutralizadas através da compensação respostas químicas nos oceanos e na terra, para que um direcionador plausível da acidificação dos oceanos tenha sobrecarregado os oceanos em menos de cerca de 10 mil anos.

Mil anos é aproximadamente o tempo que leva para os oceanos do mundo se misturar completamente hoje, mas em climas de aquecimento pode demorar mais tempo. Grandes emissões de CO2 ao longo dos séculos (como emissões humanas) são absorvidas principalmente pela camada superficial dos oceanos antes que tenham a chance de ser misturadas e diluídas para o maior reservatório do oceano profundo, levando ao aquecimento global desafiador da vida e acidificação das superfícies dos oceanos. Estas mudanças geologicamente “rápidas” tendem a ser perigoso para a vida.

Datas melhores

Até recentemente, as incertezas na datação de rochas eram tipicamente em vários milhões de anos para rochas com mais de 100 milhões de anos. Isso é mais de 100 vezes pior do que o necessário para responder a estas questões de coincidência e ritmo de extinções em massa.

Mas os cientistas agora têm reduzido drasticamente essas incertezas, alcançando precisões em datas que são mais ou menos cerca de 13 mil anos para datas no Cretáceo, ou cerca de 50 mil anos para datas no período Permiano.

Como resultado, nos últimos três anos ou mais, uma série de documentos usou estas novas datas de alta resolução para pregar a ligação entre vários eventos de extinção em massa e uma classe épica de erupção vulcânica chamada de “grandes províncias ígneas” ou “Lips”, cujos efeitos foram assustadoramente evocativos na mudança climática moderna. Este é o caso para a extinção em massa do fim-Triássico a 201 milhões de anos atrás, a extinção em massa do fim do Permiano a 251,9 milhões de anos, bem como para a extinção Toarciano no Jurássico, a extinção capitaniano no Permiano, a extinção Cambriana no Oriente e a extinção do Máximo Térmico do Paleoceno-Eoceno.

Burgess usou a nova técnica para estabelecer que a extinção em massa do fim do Permiano – extinção mais grave da Terra – desdobrou-se em menos de 61 mil anos, a partir de 251,9 milhões de anos, coincidindo com uma grande mudança no ciclo do carbono gravados por isótopos de carbono medidos em sedimentos contemporâneos. Ele foi, então, capaz de comparar essas datas com datas de medidas a partir das vulcânicas rochas da Sibéria. Eles deram uma correspondência exata.

Um olhar mais afiado na extinção em massa do fim-Cretáceo. As barras vermelhas: datas de argônio-argônio, barras verdes: datas de urânio-chumbo; extensão vertical mostra incerteza. datas antigas são para lavas Deccan. caixas roxas contêm novas datas, de alta precisão. Horizontal barra azul: data com a incerteza para a extinção em massa do fim-Cretáceo (com base em traços de impacto). Barra amarela: erupções Deccan, com o Wai mais volumoso lavas indicado. declínio ecológico e recuperação baseados em fósseis em Wyoming / Montana. Fontes: Richards et al (2015), Schoene et al (2015), Renne et al (2015), Renne et al (2013), Entorse et al (2015)

Um olhar mais afiado na extinção em massa do fim-Cretáceo. As barras vermelhas: datas de argônio-argônio, barras verdes: datas de urânio-chumbo; extensão vertical mostra incerteza. Datas antigas são para lavas de Deccan. As caixas roxas contêm novas datas, de alta precisão. Barra azul horizontal: data com a incerteza para a extinção em massa do fim-Cretáceo (com base em traços de impacto). Barra amarela: erupções Deccan, com o Wai mais volumoso lavas indicado. declínio ecológico e recuperação baseados em fósseis em Wyoming / Montana. Fontes: Richards et al (2015), Schoene et al (2015), Renne et al (2015), Renne et al (2013), Entorse et al (2015).

“Mais da metade de todo o volume de lavas Siberiano explodiu antes de [251,9 milhões de anos atrás], no prazo de incerteza do início da extinção em massa, e a cessação da extinção em massa para essa matéria. Por isso, é uma situação muito, muito rápido”.

Isso é suficiente para cobrir todo o Estados Unidos em lava a 900 pés de profundidade, todos eclodiram precisamente no momento certo, e rápido o suficiente, para declarar isso uma “arma fumegante“, estabelecendo a ligação entre as erupções e a extinção em massa.

Dados de desaparecimento dos dinossauros

Durante anos, a extinção final do Cretáceo foi vista como tendo sido criada por erupções vulcânicas na Índia, em seguida, terminou pelo impacto de um asteróide de Chicxulub, no México (a “hipótese de Press-Pulse hypothesis“). As erupções indianas de Deccan foram consideradas muito lentas, e os seus efeitos muito suaves, para causar a morte global de espécies por conta própria. Mas, como as novas datas para o fim do Permiano-Triássico e outras extinções têm mostrado agora, erupções de grandes províncias ígneas podem realmente causar extinções sem a ajuda de um asteróide. Na verdade, nenhum impacto de um asteróide tem sido associado com qualquer outra extinção em massa desde que os animais complexos evoluíram, apesar do fato de que tem havido vários outros impactos quase tão grandes quanto o de Chicxulub nesse tempo.

Em janeiro de 2015, o geocronologista Blair Schoene da Universidade de Princeton e colegas mediram as datas para as erupções de Deccan que mostraram que eles eram precisamente no momento da duração direta que provocou a extinção final do Cretáceo, em um padrão muito semelhante ao observado para o final do Permiano e final do Triássico.

Mas as erupções também apareceram para coincidir com a data para o impacto de Chicxulub.

Comparar maçãs e laranjas

O estudo de Blair usou dados de urânio-chumbo em um mineral chamado zircão, mas a data aceita para o impacto de Chicxulub usa uma técnica diferente: argônio-argônio.

Argônio-argônio é uma técnica mais comum para datar rochas vulcânicas, porque pode ser medida a partir de minerais de feldspato que são comuns em lavas lábio e depósitos de cinzas vulcânicas, enquanto zircões são raros na LIP rochas. Argônio-argônio sofreu sua própria revolução precisão, agora alcançando precisões quase tão bom como o novo urânio-chumbo namoro usando zircão.

Mas argônio-argônio é uma técnica muito diferente da de urânio-chumbo. Ele requer calibração para um material de referência, e que envolve irradiação de amostras em um reator nuclear “Há uma diferença entre argônio-argônio e urânio-chumbo [técnicas]”, diz Burgess,: Em alguns casos, é de 0,1-0,2% diferentes – estamos falando de cerca de 60 mil anos, no final do Cretáceo. “A imprecisão de 60 mil anos em uma dessas datas é a diferença entre um inferno e um lote favorável da biosfera”. A fim de comparar datas de urânio-chumbo e argônio-argônio, e fazer-la de uma forma robusta, você tem dispor-se sobre a incerteza para explicar o potencial de imprecisão. Isso nos permite comparar maçãs com laranjas, de fato “.

Para sublinhar o ponto, em 2010 e 2011 a datação para um material de referência amplamente utilizada, o “sanidina, o peixe do canyon”, foi revisto de 28,02 milhões de anos de idade para 28,3 milhões de anos, o que teve o efeito de alterações de datas no Cretáceo por cerca de meio milhão de anos (que é por isso que o evento final do Cretáceo foi revisto de 65 para 66 milhões de anos atrás).

Esta diferença acrescenta combustível para o debate em torno da causa principal e ordem de eventos que cercam a extinção em massa.

Gerta Keller, da Universidade de Princeton sempre argumentou que o impacto de Chicxulub ocorreu 100 mil anos ou mais antes da extinção em massa, assim, portanto, não podem ter causado a própria extinção em massa, o que ela e outros atribuem o Deccan a grandes províncias ígneas. Em favor dessa ideia, os cientistas gravaram uma série de marcadores de atividade vulcânica abrangendo a extinção final do cretáceo em sedimentos ao redor do mundo, incluindo isótopos de ósmio, um mineral chamado “akaganeita”, perda de óxido de ferro e um aumento nos níveis de mercúrio (picos de mercúrio parecem ser uma assinatura consistente de várias províncias ígneas).

Para piorar a situação, correlacionar rochas do fim de Cretáceo em todo o mundo envolve a medição das antigas reversões do campo magnético congeladas nas rochas, mas há um considerável desacordo entre diferentes técnicas de datação sobre a duração dessas reversões perto do final do Cretáceo (cerca de 740 mil anos vs cerca de 400 mil anos).

Geocronologistas da UC Berkeley: Paul Renne, Courtney Sprain, e colegas, recentemente utilizaram dados do argônio-argônio para o lavas do Deccan para estabelecer que essas erupções mais volumosas ocorreram dentro de cerca de 50 mil anos do impacto de um asteróide. Estas datas são as primeiras firmemente localizadas para o impacto de um asteróide medido em Wyoming dentro do prazo da erupção indiana de Deccan usando a mesma técnica de argônio-argônio. Em outras palavras, é uma comparação maçãs com maçãs.

Portanto, há agora um terceiro caminho para a coincidência entre o impacto, as erupções Deccan e a extinção em massa. Mesmo os níveis elevados de mercúrio ligados às erupções de Deccan escarrancharam os vestígios do impacto de um asteróide indicados por um aumento nos níveis de irídio, reforçando a ideia de que o impacto e as erupções aconteceram muito próximos no tempo.

Estas novas datas têm transformaram a hipótese da extinção por impacto proposta pela primeira vez em 1980 por pai e filho Luis and Walter Alvarez. Walter é um co-autor em um artigo recente conduzido pelo professor Mark Richards da UC Berkeley, o que sugere que as erupções Deccan foram feitas mais gravemente pelo abalo sísmico que reverberou através do planeta após o impacto de Chicxulub, colocando a “pressão” e o “pulso” da hipótese da extinção  Press-Pulse  exatamente ao mesmo tempo (tanto quanto a precisão da data permite).

Mas há um porém. Há alguns anos tem sido assumido a data da extinção ser a mesma que a data para o impacto a uma suposição criticado como “raciocínio circular” pelo professor Keller. Dentro das amplas incertezas de dados de há alguns anos atrás, essa suposição parecia razoável e prática para muitos cientistas. Mas agora, como os geocronologistas nos permitem ampliar os detalhes da extinção em massa do fim-Cretáceo sem precedentes, eles podem começar a provocar essa suposição distante.

Claramente, ser capaz de comparar as datas precisas para o próprio impacto (em vez de vestígios distantes do mesmo), a própria extinção (ao invés de o impacto como seu procurador assumido), e as erupções, vai ser crítica.

 

Perfurar o impacto

É aí que o novo projeto de perfuração Chicxulub, conduzido conjuntamente pela Universidade do Texas e Imperial College London, entra.

Entre outros objetivos científicos, cientistas pretendem datar as rochas derretidas pelo impacto de Chicxulub, bem como rochas de um asteróide menor que impactou o Cretáceo na Ucrânia, e rochas de Deccan. Cientistas do projeto confirmaram que pretendem usar dados de alta precisão tanto de argônio-argônio quanto de urânio-chumbo, usando EarthTime calibrado.

Ao recuperar amostras adequadas, este projeto de perfuração Chicxulub poderia ter um impacto muito próprio, resolvendo uma controvérsia científica que persiste desde a década de 1980.

Fonte: Scientific American

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Comentários internos

A cratera de Chicxulub se formou há 66 milhões de anos, pela queda de um asteroide, e apresenta 100 km de comprimento e 30 km de largura em suas dimensões. A cicatriz deixada por ela na superfície da Terra esta hoje enterrada no fundo do mar, sob uma camada de 600 metros de sedimentos oceânicos.

Após a queda do asteroide ela formou os “anéis de pico”, pela elevação do solo após o impacto. Uma equipe de pesquisadores lideradas por Joanna Morgan, do Imperial College de Londres esta estudando como crateras deste tipo são formadas, estimando o total de energia no impacto, e o volume total de rochas que foi escavado e lançado na estratosfera durante o impacto.

Para isto, ela usará um equipamento que se posicionar próximo da costa na península de Yucatán, apoiando-se em seus três eixos para formar um ponto estável e perfurará o solo na região do anel de pico. A sonda atravessará camadas de sedimentos de calcário no leito do Golfo do México. Os primeiros 650 metros antes da fronteira do Cretáceo-Paleoceno que são formados por carbonatos e vai descer até a profundidade de 1.500 metros. Algumas das primeiras amostras retiradas na região sugerem que a vida voltou rapidamente à região do impacto. Organismos marinhos teriam se restabelecido nesse área estéril ao longo de milhares de anos (BBC, 2016).

Victor Rossetti

Palavras chave: NetNature, Rossetti, Dinossauros, Cratera, Datação, Geologia, Extinção em Massa.

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