Ad un certo punto della storia, quasi tutte le specie sulla terra e sul mare sono scomparse. Ora sappiamo perché. L'estinzione di massa del Permiano, informalmente chiamata il Grande Morire, è considerata uno dei più grandi eventi geologici nella storia della vita sulla Terra. In un periodo di tempo relativamente breve, circa il 70% dei vertebrati che vivevano sulla terra e circa il 90% delle specie marine sono scomparsi dalla faccia della terra. La massiccia estinzione del Permiano, ad essere onesti, è appena diventata il più grande disastro terrestre. Dopo tutto, la Terra per noi è, prima di tutto, vita.
Dieci anni fa, non si sapeva con certezza quale fattore scatenante avesse provocato questo disastro mortale 252 milioni di anni fa. La ragione era avvolta nel mistero, gli scienziati hanno proposto dozzine di teorie.
E così, più recentemente, i progressi nella tecnologia di datazione e la ricerca di prove geologiche hanno fornito un'indicazione precisa. La maggior parte degli scienziati sulla Terra concorda sul fatto che la più grande delle estinzioni dei Big Five è stata causata da un milione di anni di attività vulcanica.
Ma questo enigma è stato risolto? Non proprio.
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Sì, da qualche parte circa 5 milioni di chilometri cubi di lava sono usciti da qualche parte in quella che ora è la Siberia nord-occidentale - abbastanza da coprire la superficie terrestre di 10 metri di profondità - appena prima dell'inizio dell'estinzione di massa. Ciò ha innescato il rilascio di enormi volumi di gas a effetto serra che hanno sostenuto il riscaldamento globale e interrotto gravemente i sistemi di supporto vitale della Terra.
Tuttavia, i dettagli esatti di come esattamente questo abbia portato all'estinzione di così tante forme di vita rimangono oggetto di un feroce dibattito scientifico.
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E questo non è solo interesse accademico. Questo evento catastrofico ha svolto un ruolo importante nel plasmare la flora e la fauna che vediamo oggi. Inoltre, ci sono chiari parallelismi tra i cambiamenti ambientali avvenuti allora e che si osservano oggi. Alcuni dicono che aumentare la consapevolezza della nostra specie sui tempi in cui la vita ha quasi cessato di esistere ci aiuterà a garantire la nostra sopravvivenza a lungo termine.
Nel 1980, Louis e Walter Alvarez, padre e figlio dell'Università della California, Berkeley, fornirono nuove e convincenti prove che la più famosa delle estinzioni di massa - quella avvenuta 66 milioni di anni fa - era il risultato di una massiccia caduta di un asteroide. E hanno suscitato un'ondata di interesse per le cause di altre estinzioni di massa, inclusa la più grande del tardo Permiano.
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Allora, i cacciatori di estinzione occidentali avevano meno prove per accedere perché si trovavano in Cina e Russia, non nei paesi più aperti. Ma questo non ha impedito loro di proporre varie teorie.
Alcuni hanno sottolineato gli effetti collaterali della formazione del supercontinente Pangea, come l'abbassamento della profondità dell'habitat marino, dove viveva la maggior parte delle specie marine. Altri hanno indicato un forte calo di ossigeno nei campioni di roccia del tardo Permiano e un calo del livello del mare, entrambi potrebbero spiegare perché le specie marine hanno avuto un'esperienza così pessima.
Altri hanno suggerito un massiccio rilascio di metano dal fondo del mare. C'era anche la possibilità che l'intenso vulcanismo che ha lasciato così tanta roccia vulcanica in Siberia fosse un fattore speciale. Ogni successiva colata lavica si è propagata sulla precedente, creando una serie di colline a gradoni. Hanno preso il nome trappole siberiane - dallo svedese "trapp", cioè gradini.
"Si pensava che la fine dell'estinzione di massa del Permiano si fosse estesa per diversi milioni di anni", afferma Paul Vignal, un geologo dell'Università di Leeds che ha pubblicato The Worst of Times sulle estinzioni di massa nel settembre 2015.
Dopo aver raccolto campioni nelle Dolomiti, in Italia, Vignal e Anthony Hallam dell'Università di Birmingham hanno concluso in un articolo pubblicato nel 1992 che l'estinzione è durata in realtà decine o migliaia di anni.
Questo breve lasso di tempo ha spinto molti a cercare una catastrofe breve ma acuta che potrebbe spiegare l'estinzione, ad esempio la caduta di un asteroide.
A favore di questa idea, alcuni scienziati indicano rari granelli di quarzo da shock in Australia, granelli di sabbia che si trovavano nel sito del presunto impatto e sono stati sottoposti a un forte impatto fisico in questo processo. Altri scienziati che lavorano in Antartide hanno scoperto elio e argon con un rapporto isotopico simile a quello dei meteoriti ricchi di carbonio nel primo sistema solare.
Ma non è stato trovato alcun cratere da impatto e tutto si è spento.
"Semplicemente non abbiamo prove geologiche di un impatto o di qualsiasi altro evento importante che potrebbe portare a un'estinzione di questa portata oltre alle trappole siberiane", afferma Jonathan Payne, geologo e specialista in estinzione di massa presso la Stanford University in California, USA.
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Con il miglioramento dei metodi di datazione e la raccolta di campioni, il vulcanismo è diventato gradualmente il principale colpevole, in particolare, dopo che gli scienziati hanno concluso che le trappole siberiane si sono formate circa un milione di anni fa, e non 10-50 milioni di anni, come si pensava in precedenza.
Le conseguenze delle trappole siberiane furono disastrose. I maggiori impatti sono stati osservati negli oceani, in particolare sul fondo del mare.
Molti gruppi sono scomparsi completamente, incluso uno dei primi gruppi di artropodi - trilobiti - e primitivi rugosi, coralli, blastoidi, parenti dei moderni ricci di mare e stelle marine. Altri, come i brachiopodi, i briozoi, le ammoniti simili a calamari e i gigli di mare, hanno perso la maggior parte della loro specie.
I nuotatori furono un po 'più fortunati: acantodi e placodermi si estinsero, ma molti altri pesci e conodonti simili ad anguille rimasero praticamente intatti.
Anche gli organismi terrestri sono stati colpiti. Molti gruppi importanti furono distrutti, inclusi i gorgonops, i predatori dominanti dai denti a sciabola dell'epoca e gli ingombranti pareiasauri erbivori.
Secondo Dmitry Shcherbakov dell'Istituto Paleontologico di Mosca, circa il 40% delle famiglie di insetti dalla fine del Permiano furono distrutte. Molti gruppi equatoriali, come gli scarafaggi e le cicale, si sono spostati a nord con l'aumento delle temperature.
In termini di piante, le specie forestali sono praticamente scomparse.
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Molti gruppi di gimnosperme dominanti sono diminuiti. Il carbone non è stato prodotto per circa 10 milioni di anni, il che indica la scomparsa delle piante che formano la torba. Un altro segno di inequivocabile distruzione letale delle piante è il "salto dei funghi" - un enorme aumento del numero di spore fungine fossilizzate.
"Questo viene interpretato come il risultato di un'esplosione di funghi che vivono su alberi morti o morenti", afferma Barry Lomax dell'Università di Nottingham nel Regno Unito. "Non abbiamo visto niente di simile su nessun altro confine geologico".
Un'analisi accurata di ciò che è morto e di quando è morto offre quindi alcuni dei migliori indizi che spiegheranno come le trappole siberiane avrebbero potuto avere un impatto così grande.
Quando Vinyal e colleghi della China University of Terrestrial Sciences di Wuhan hanno esaminato in dettaglio i campioni che mostravano il destino di 537 specie marine in Cina, hanno scoperto che il 92% di esse era stato distrutto. Hanno anche scoperto che l'estinzione è avvenuta in due fasi, separate da 180.000 anni.
Il primo è stato particolarmente fatale per gli abitanti di acque poco profonde come i coralli, che vivono sul fondo di animali microscopici fusulinidi e plancton di radiolari. L'estinzione della seconda ondata è avvenuta nelle profondità dell'oceano.
Le nuove specie si sono sviluppate abbastanza rapidamente dopo la prima ondata, ma il recupero è stato molto più lento dopo la seconda, molto probabilmente a causa di ragioni a lungo termine che hanno eroso le fondamenta profonde di molti ecosistemi. Altre prove da resti vegetali recuperati in Groenlandia e Antartide supportano l'idea di una doppia estinzione di massa.
Cosa c'era nel vulcanismo siberiano che ha causato così tanta distruzione per la vita nelle sue varie manifestazioni del Permiano?
Insieme alla lava sono usciti enormi volumi di serra e altri gas nocivi. Questi includevano enormi volumi di anidride carbonica e anidride solforosa, che hanno portato a temperature in aumento.
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Il riscaldamento degli oceani riduceva la loro capacità di trattenere l'ossigeno e le correnti che normalmente trasportavano l'ossigeno nelle profondità potevano rallentare o arrestarsi. Si ritiene che la mancanza di ossigeno sia stata la causa principale dell'estinzione marina, come dimostrato da campioni di roccia al confine tra due periodi geologici in luoghi diversi in tutto il mondo.
"Quasi tutti i sedimenti che abbiamo esaminato sono passati dall'essere ricchi di ossigeno e vita a poveri di ossigeno e vita", dice Mike Benton, un paleontologo presso l'Università di Bristol. "Questa linea è assoluta come il filo di un coltello ed è chiaramente visibile."
Alcuni sottolineano che all'aumentare del livello di anidride carbonica nell'atmosfera, aumenta anche il suo livello negli oceani, l'acqua è diventata più acida e ha meno probabilità di incoraggiare gli organismi marini a produrre i loro gusci. L'aumento del livello di anidride carbonica in generale ha avuto un effetto negativo sul sistema di scambio di ossigeno degli animali marini.
"La gente parla della mortale trinità del riscaldamento, dell'acidificazione e della deossigenazione", afferma Payne, che sostiene che l'acidificazione potrebbe durare per decine di migliaia di anni. "Tutte queste cose influenzano la vita degli animali marini, il loro metabolismo e l'uso dell'ossigeno".
Vignal, tuttavia, minimizza il ruolo dell'acidificazione degli oceani. "Non c'è dubbio che se acidifichi la superficie dell'oceano lo farà, ma la maggior parte degli organismi può ancora creare i loro gusci perché lo fanno nei loro corpi, senza contatto con l'acqua di mare circostante."
Il riscaldamento ha avuto conseguenze significative per la terra, ma incomparabili con quelle che hanno portato a estinzioni di tali proporzioni in quel momento. I geologi incolpano il rilascio di gas nocivi simili ai CFC come il clorometano.
Si pensa che questi gas siano generati quando strati di carbone e sale si riscaldano mentre il magma si sposta sulla superficie siberiana. Portano alla distruzione dello strato di ozono, che porta ad un aumento significativo dell'esposizione alle dannose radiazioni ultraviolette del sole.
Gli argomenti a sostegno di questa teoria sono emersi nel 2004 quando Henk Wischer dell'Università di Utrecht nei Paesi Bassi ha presentato prove di un aumento significativo delle spore linfoidi mutate fossilizzate durante l'estinzione di massa del tardo Permiano.
Altri hanno suggerito che fattori di stress ambientali come una maggiore aridità, piuttosto che un aumento delle radiazioni, potrebbero aver causato mutazioni. Lomax, tuttavia, supporta la teoria di Vischer. "Ci sono stati altri periodi di secchezza prolungata e non vediamo alcuna prova di alcuna associazione con la mutazione delle spore, quindi sembra più logico attribuirli alla radiazione UV".
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I gas fuoriusciti dai vulcani formavano acidi fenici, solforici e altri, che cadevano sotto forma di piogge acide, aggravando il pericolo ambientale. Ciò dimostra come l'ambiente potrebbe distruggere le specie direttamente e indirettamente dall'oggi al domani.
"La perdita delle piante dai raggi UV e dalle piogge acide avrebbe dovuto rimuovere la spina dorsale della catena alimentare sulla terra, portando alla fame di erbivori, che a loro volta erano la fonte di cibo per i carnivori", dice Benton.
Molti credono che queste relazioni ecosistemiche dovrebbero essere pensate dalle persone del 21 ° secolo, poiché la nostra attività porta la concentrazione di anidride carbonica nell'atmosfera a un livello estremo. L'estinzione della fine del periodo Permiano fornisce spunti di riflessione.
"In sostanza, stiamo creando o accelerando l'estinzione di massa della fine del Permiano", afferma Vignal. “Tuttavia, ci vorrà molto tempo per riscaldare gli oceani, ei modelli mostrano che gli oceani saranno in difficoltà in 200-300 anni in termini di contenuto di ossigeno disciolto, e problemi con la circolazione oceanica appariranno tra un paio di migliaia di anni. Chissà cosa faremo allora."
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Payne sottolinea che l'estinzione di massa del tardo Permiano potrebbe essere vista come benefica per la vita a lungo termine - il numero totale di specie sulla Terra alla fine è cresciuto ancora di più di quanto non fosse - ma la sua cronologia non fornisce cibo per il comfort.
"La più grande estinzione nella storia della vita ha molto a che fare con i cambiamenti ambientali che stanno avvenendo oggi e che possono essere previsti nei prossimi 100-1000 anni", dice. "In effetti, a lungo termine, questo avrà un effetto stimolante sulla diversità dell'ecosistema, ma il recupero richiederà milioni di anni, quindi la perdita della diversità difficilmente gioverà alla società umana".
Nel suo libro del 1993 The Great Paleozoic Crisis, il paleobiologo americano Doug Erwin ha confrontato il problema di valutare le potenziali cause dell'estinzione di massa della fine del Permiano con la situazione affrontata da Hercule Poirot in Murder on the Orient Express. Il detective Agatha Christie alla fine conclude che tutti i passeggeri del treno erano coinvolti nell'omicidio.
Nel suo ultimo libro, Vignal descrive la conclusione di Poirot secondo cui "tutti lo facevano" come "pigro". Invece, cita l'esempio di Sarah Lund, protagonista del film drammatico danese Murder. L'elenco dei sospetti cresce con ogni serie. (Sarebbe più conveniente per noi citare "Il gabbiano" di Cechov come esempio). Il killer di Vignal è il vulcanismo, con conseguente riscaldamento, deossigenazione degli oceani e riduzione dell'ozono.
Tuttavia, gli scienziati stanno ottenendo l'accesso a un corpo crescente di dati sempre più accurati che cercano di isolare le differenze nelle esatte combinazioni di fattori causali di estinzione in diversi ecosistemi, gruppi e specie, che potrebbero non fornire risposte dirette. Se questo è un gioco criminale, allora è molto complesso, con un mucchio di cadaveri e sono stati uccisi con una varietà di armi.
"Le cause ambientali si moltiplicano anziché sommarsi, quindi è difficile scegliere una cosa", afferma Payne. Questo non è un fallimento della scienza, ma piuttosto un'accusa contro la nostra richiesta di risposte semplici.
