Circa 252 milioni di anni fa la vita sul nostro pianeta è stata sull'orlo della scomparsa. La magnitudo di questo evento fu tale da attribuirgli il nome "the Great Dying" o "la Grande Estinzione": oltre il 90% delle specie marine e circa il 75% di quelle terrestri scomparvero.
Andiamo a ricostruire gli eventi che alla fine del Permiano hanno innescato la più devastante estinzione di massa mai verificatasi sulla Terra.
Estinzioni di massa
Iniziamo ricordando che le estinzioni sono parte integrante dell'evoluzione naturale. Una specie o un altro gruppo tassonomico può estinguersi se l'ambiente diventa ostile alla loro sopravvivenza o a causa della competizione con altre forme di vita. Si stima che circa il 98% di tutte le specie di organismi animali e vegetali che hanno mai vissuto sul nostro pianeta siano estinte oggi.
Il tasso di estinzione naturale è stimato intorno a 0,1-1 specie per milione ogni anno. Si parla invece di estinzione di massa quando un elevato numero di specie, generalmente superiore al 70% del totale globale, scompare in un breve intervallo di tempo geologico, di solito inferiore a 4 milioni di anni. Si tratta di eventi eccezionali scatenati da drastici cambiamenti ambientali e spesso associati a catastrofi naturali, come impatti astronomici o attività vulcaniche di vasta portata.
Siete sicuramente a conoscenza degli eventi che circa 66 milioni di anni fa, alla fine del Cretaceo, causarono la scomparsa di oltre il 78% delle specie esistenti sul pianeta, tra cui i dinosauri. Tuttavia, l'estinzione di massa più devastante documentata fino ad oggi avvenne circa 252 milioni di anni fa, segnando la transizione dal Permiano al Triassico.
Cause dell’estinzione del Permiano-Triassico
Negli ultimi 60 anni, diverse ipotesi sono state formulate per spiegare l'estinzione del tardo Permiano. Alcuni scienziati attribuiscono l'estinzione alla formazione del supercontinente Pangea, che avrebbe alterato la circolazione delle correnti oceaniche e ridotto l'estensione degli habitat marini poco profondi, causando una diminuzione della biodiversità con conseguenti ripercussioni sul ciclo dell'ossigeno. Altri geologi hanno proposto cause extraterrestri, come l'ipotesi dei raggi cosmici e, analogamente a quanto accaduto nel Cretaceo, l'impatto di un meteorite.
Tuttavia, oggi, numerose evidenze hanno portato la maggior parte della comunità scientifica a riconoscere i cambiamenti ambientali innescati dalla Siberian Traps Large Igneous Province come la causa principale dell'estinzione. Per capirci meglio, le Large Igneous Provinces, o grandi province magmatiche, sono regioni dove enormi volumi di fuso magmatico, generalmente di composizione basaltica, si intrudono nei livelli più superficiali della crosta terrestre e/o vengono eruttati in periodi geologici estremamente brevi, di solito inferiori a 5 milioni di anni. Questi eventi sono spesso associati alla risalita di pennacchi di magma dal mantello. I prodotti dell'attività delle grandi province magmatiche possono coprire aree superiori al milione di km2, raggiungendo volumi anche superiori a un milione di km3.
Le grandi province magmatiche sono relativamente rare nella storia geologica del nostro pianeta, ma sembrano aver spesso svolto un ruolo cruciale nei cambiamenti climatici e nei processi di estinzione di massa. La Siberian Traps Large Igneous Province, situata nel nord della Siberia, in Russia, è una delle più grandi province magmatiche mai scoperte. L'attività vulcanica associata a questa provincia, avvenuta tra 252,24 e 250,2 milioni di anni fa, si stima abbia coperto un'area superiore a 5 milioni di km2. A titolo di confronto, l'India copre una superficie di quasi 3,3 milioni di km2.
Ma qual'è il legame tra questo evento circoscritto in Siberia e l'estinzione avvenuta su scala globale?
Siberian Traps Large Igneous Province
L'inizio della fase di estinzione coincide temporalmente con la formazione di ampi sill magmatici all'interno delle rocce sedimentarie del bacino di Tunguska. I sill sono intrusioni tabulari che si formano nella crosta terrestre più superficiale durante l'ascesa del magma. Datazioni radiometriche accurate indicano che, 251,907 milioni di anni fa, la formazione di sill divenne il processo dominante nel magmatismo della Siberian Traps Large Igneous Province.
Secondo il modello proposto nel 2017 da un team di ricercatori dell'USGS (United States Geological Survey) e del MIT (Massachusetts Institute of Technology), i sill si sarebbero formati all'interno di rocce contenenti componenti volatili e materia organica, come evaporiti, rocce carbonatiche e black shales. Il riscaldamento di queste rocce causato dal contatto con il magma avrebbe provocato il rilascio in atmosfera di enormi quantità di gas serra, dando luogo a una serie di reazioni a catena e perturbazioni ambientali che avrebbero contribuito all'estinzione.
L'evoluzione in ambiente continentale
L'aumento delle concentrazioni di anidride carbonica, anidride solforosa e metano in atmosfera avrebbe contribuito al riscaldamento globale e acidificazione delle piogge. Questi eventi sarebbero stati tra le principali cause della devastazione degli ecosistemi terrestri alla fine del Permiano. La riduzione della vegetazione avrebbe poi contribuito ad accelerare i processi di erosione superficiale.
In numerose località, si sono osservati cambiamenti nelle morfologie fluviali, con una transizione verso sistemi ad alta energia, come i corsi d'acqua intrecciati, in grado di trasportare grandi volumi di sedimenti verso i bacini oceanici. Questo cambiamento potrebbe essere stato innescato da diversi fattori, tra cui la scomparsa della vegetazione ripariale, l'aumento dell'intensità delle precipitazioni monsoniche alle basse e medie latitudini e l'attività tettonica locale, o una combinazione di questi fattori. Inoltre, gli incendi hanno giocato un ruolo significativo nella distruzione degli ecosistemi terrestri, con lo sviluppo favorito localmente dalle condizioni di iper-aridità.
L’estinzione negli oceani
Il processo esatto che ha favorito l'estinzione negli oceani non è del tutto chiaro, ma si suppone sia stata una combinazione di fattori. Diversi modelli suggeriscono che le temperature degli oceani sarebbero aumentate di circa 6-10°C, come conseguenza dei cambiamenti climatici innescati dalla Siberian Traps Large Igneous Province. Inoltre, il passaggio di CO2 in soluzione, attraverso processi chimico-fisici e biologici, avrebbe portato a una rapida acidificazione degli oceani. Entrambi i processi avrebbero contribuito a rendere l'habitat marino ostile alla vita degli organismi che vi proliferavano. Inoltre, diverse evidenze suggeriscono l'insorgenza di condizioni di anossia, ovvero la mancanza di ossigeno disciolto, all'interno della colonna d'acqua. Infine, alcuni ricercatori ipotizzano che l'elevato volume di sedimenti trasportati dai corsi d'acqua verso i bacini oceanici possa aver contribuito alla destabilizzazione degli habitat marini poco profondi, favorendo l'estinzione delle comunità bentoniche.
Le conseguenze dell'estinzione
Gli invertebrati marini subirono le perdite più significative, tra cui va menzionata la scomparsa dei trilobiti e degli euripteridi (noti anche come scorpioni di mare), così come il declino superiore al 96% dei crinoidi e delle ammoniti. Inoltre, oltre il 93% delle specie di foraminiferi scomparve a seguito degli eventi che segnarono la fine del Permiano.
Sul continente, più dei due terzi delle specie di anfibi, sauropsidi (analoghi ai rettili) e terapsidi (i predecessori dei mammiferi) scomparvero. L'estinzione colpì duramente anche il mondo degli insetti, che aveva visto invece una notevole diffusione e speciazione durante il Permiano. La vegetazione non fu immune da questo evento, con una drastica riduzione della biodiversità e uno stravolvimento nella fauna dominante. Tuttavia, l'entità dell'estinzione tra le piante non è completamente chiarita e recenti studi suggeriscono che potrebbe essere stata meno devastante di quanto precedentemente pensato.
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