Límite Cretácico-Paleógeno

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Badlands near Drumheller, Alberta, Canada, where glacial and post-glacial erosion have exposed the K-Pg boundary along with much other sedimentation (the exact boundary is a thin line not clearly visible).
Complejo Cretaceous-Paleogene Clay layer (gray) en los túneles Geulhemmergroeve cerca de Geulhem, Holanda. Finger está justo debajo del límite K-Pg real.

El límite Cretácico-Paleógeno(K–Pg), anteriormente conocido como límite Cretácico-Terciario(K–T), es una firma geológica, generalmente una delgada banda de roca que contiene mucho más iridio que otras bandas. El límite K–Pg marca el final del Período Cretácico, el último período de la Era Mesozoica, y marca el comienzo del Período Paleógeno, el primer período de la Era Cenozoica. Su edad se estima generalmente en 66 millones de años, y la datación radiométrica arroja una edad más precisa de 66,043 ± 0,043 Ma.

El límite K-Pg está asociado con el evento de extinción masiva del Cretácico-Paleógeno, que destruyó la mayoría de las especies mesozoicas del mundo, incluidos todos los dinosaurios, excepto algunas aves.

Existen pruebas sólidas de que la extinción coincidió con el impacto de un gran meteorito en el cráter de Chicxulub y la teoría científica generalmente aceptada es que este impacto desencadenó el evento de extinción.

La palabra "Cretácico" se deriva del latín "creta" (tiza). Se abrevia con K (como en "límite K-Pg") para su traducción alemana "Kreide" (tiza).

Causas propuestas

Chicxulub crater

Luis (izquierda) y su hijo Walter Álvarez (derecha) en el K-Pg Boundary en Gubbio, Italia, 1981

En 1980, un equipo de investigadores dirigido por el físico ganador del premio Nobel Luis Álvarez, su hijo, el geólogo Walter Álvarez, y los químicos Frank Asaro y Helen Vaughn Michel descubrieron que las capas sedimentarias que se encuentran en todo el mundo en el límite Cretácico-Paleógeno contienen una concentración de iridio cientos de veces mayor que lo normal. Sugirieron que esta capa era evidencia de un evento de impacto que desencadenó una alteración del clima mundial y causó el evento de extinción masiva del Cretácico-Paleógeno, en el que el 75% de las especies de plantas y animales de la Tierra se extinguieron repentinamente, incluidos todos los dinosaurios no aviares.

Cuando se propuso originalmente, un problema con la "hipótesis de Álvarez" (como se la llegó a conocer) era que no había ningún cráter documentado que coincidiera con el evento. Esto no fue un golpe letal para la teoría; si bien el cráter resultante del impacto habría tenido más de 250 km (160 mi) de diámetro, los procesos geológicos de la Tierra ocultan o destruyen los cráteres con el tiempo.

El cráter de Chicxulub es un cráter de impacto enterrado bajo la península de Yucatán, en México. Su centro se encuentra cerca de la ciudad de Chicxulub, de la que recibe su nombre. Se formó por el impacto de un gran asteroide o cometa de unos 10 a 15 km de diámetro, el impactador de Chicxulub, contra la Tierra. La fecha del impacto coincide precisamente con el límite Cretácico-Paleógeno (límite K-Pg), hace poco más de 66 millones de años.

Se estima que el cráter tiene más de 150 km (93 mi) de diámetro y 20 km (12 mi) de profundidad, bien dentro de la corteza continental de la región de aproximadamente 10 a 30 km (6,2 a 18,6 mi) de profundidad. Esto convierte a esta formación en la segunda de las estructuras de impacto más grandes confirmadas en la Tierra, y la única cuyo anillo de pico está intacto y directamente accesible para la investigación científica.

El cráter fue descubierto por Antonio Camargo y Glen Penfield, geofísicos que habían estado buscando petróleo en Yucatán a fines de la década de 1970. Al principio, Penfield no pudo obtener evidencia de que la formación geológica fuera un cráter y abandonó su búsqueda. Más tarde, a través del contacto con Alan Hildebrand en 1990, Penfield obtuvo muestras que sugirieron que se trataba de una formación de impacto. La evidencia del origen del cráter por impacto incluye cuarzo chocado, una anomalía gravitacional y tectitas en las áreas circundantes.

En 2016, un proyecto de perforación científica perforó profundamente el anillo superior del cráter de impacto, a cientos de metros por debajo del fondo marino actual, para obtener muestras de núcleos de roca del propio impacto. Los descubrimientos fueron vistos ampliamente como una confirmación de las teorías actuales relacionadas tanto con el impacto del cráter como con sus efectos.

La forma y la ubicación del cráter indican otras causas de devastación además de la nube de polvo. El asteroide cayó justo en la costa y habría provocado tsunamis gigantescos, de los que se han encontrado pruebas en toda la costa del Caribe y el este de los Estados Unidos: arena marina en lugares que entonces estaban tierra adentro y restos de vegetación y rocas terrestres en sedimentos marinos que datan de la época del impacto.

El asteroide aterrizó en un lecho de anhidrita (CaSO
4) o yeso (CaSO4·2(H2O)), que habría expulsado grandes cantidades de trióxido de azufre SO
3 que se combinó con agua para producir un aerosol de ácido sulfúrico. Esto habría reducido aún más la luz solar que llega a la superficie de la Tierra y luego, en el transcurso de varios días, se precipitó en todo el planeta en forma de lluvia ácida, matando la vegetación, el plancton y los organismos que construyen conchas a partir de carbonato de calcio (cocolitofóridos y moluscos).

Trampas de Deccan

Antes de 2000, los argumentos de que las erupciones basálticas de las Traps del Decán causaron la extinción solían estar vinculados a la opinión de que la extinción fue gradual, ya que se pensaba que los episodios de inundación basáltica comenzaron hace unos 68 millones de años y duraron más de 2 millones de años. Sin embargo, hay pruebas de que dos tercios de las erupciones de las Traps del Decán se crearon en un lapso de 1 millón de años, aproximadamente 65,5 millones de años, por lo que estas erupciones habrían causado una extinción bastante rápida, posiblemente un período de miles de años, pero aún así un período más largo que el que se esperaría de un único evento de impacto.

Las Traps del Decán podrían haber provocado la extinción a través de varios mecanismos, incluida la liberación de polvo y aerosoles sulfúricos al aire que podrían haber bloqueado la luz solar y, por lo tanto, reducido la fotosíntesis en las plantas. Además, el vulcanismo de las Traps del Decán podría haber provocado emisiones de dióxido de carbono que habrían aumentado el efecto invernadero cuando el polvo y los aerosoles desaparecieron de la atmósfera.

En los años en que se relacionó la teoría de las Traps del Decán con una extinción más lenta, Luis Álvarez (que murió en 1988) respondió que los paleontólogos estaban siendo engañados por la escasez de datos. Si bien su afirmación no fue bien recibida inicialmente, estudios de campo intensivos posteriores de los yacimientos de fósiles dieron peso a su afirmación. Con el tiempo, la mayoría de los paleontólogos comenzaron a aceptar la idea de que las extinciones masivas del final del Cretácico se debieron en gran parte o al menos en parte a un impacto masivo de la Tierra. Sin embargo, incluso Walter Álvarez ha reconocido que hubo otros cambios importantes en la Tierra incluso antes del impacto, como un descenso del nivel del mar y erupciones volcánicas masivas que produjeron las Traps del Decán de la India, y que estos pueden haber contribuido a las extinciones.

Evento de impacto múltiple

Al parecer, también se formaron otros cráteres en torno a la época del límite K-Pg, lo que sugiere la posibilidad de impactos múltiples casi simultáneos, tal vez de un objeto asteroidal fragmentado, similar al impacto del cometa Shoemaker-Levy 9 con Júpit. Entre ellos se encuentran el cráter Boltysh, un cráter de impacto de 24 km (15 mi) de diámetro en Ucrania (65,17 ± 0,64 Ma); y el cráter Silverpit, un cráter de impacto propuesto de 20 km (12 mi) de diámetro en el Mar del Norte (60–65 Ma). Cualquier otro cráter que pudiera haberse formado en el océano de Tetis habría quedado oculto por la erosión y los eventos tectónicos, como la implacable deriva hacia el norte de África y la India.

En 2006, tres investigadores interpretaron que una estructura de gran tamaño en el fondo marino frente a la costa oeste de la India era un cráter. El cráter potencial de Shiva, de 450 a 600 km (280 a 370 mi) de diámetro, superaría considerablemente al de Chicxulub en tamaño y se ha estimado que tiene unos 66 millones de años, una edad coherente con el límite K-Pg. Un impacto en este lugar podría haber sido el evento desencadenante de las cercanas Traps del Decán. Sin embargo, esta característica aún no ha sido aceptada por la comunidad geológica como un cráter de impacto y puede ser simplemente una depresión causada por la extracción de sal.

Maastrichtian marine regression

Existen pruebas claras de que el nivel del mar descendió en la etapa final del Cretácico más que en cualquier otro momento de la era Mesozoica. En algunas capas de roca de la etapa Maastrichtiana de varias partes del mundo, las últimas son terrestres, las anteriores representan costas y las más antiguas representan lechos marinos. Estas capas no muestran la inclinación y distorsión asociadas con la formación de montañas; por lo tanto, la explicación más probable es una regresión, es decir, una acumulación de sedimentos, pero no necesariamente una caída del nivel del mar. No existen pruebas directas de la causa de la regresión, pero la explicación que actualmente se acepta como la más probable es que las dorsales oceánicas se volvieron menos activas y, por lo tanto, se hundieron por su propio peso a medida que los sedimentos de los cinturones orogénicos elevados llenaban las cuencas estructurales.

Una regresión severa habría reducido considerablemente el área de la plataforma continental, que es la parte del mar con mayor riqueza de especies, y por lo tanto podría haber sido suficiente para causar una extinción masiva marina. Sin embargo, la investigación concluye que este cambio no habría sido suficiente para causar el nivel observado de extinción de amonites. La regresión también habría causado cambios climáticos, en parte al alterar los vientos y las corrientes oceánicas y en parte al reducir el albedo de la Tierra y, por lo tanto, aumentar las temperaturas globales.

La regresión marina también resultó en la reducción de la superficie de mares efímeros, como el Mar Interior Occidental de América del Norte. La reducción de estos mares alteró en gran medida los hábitats, eliminando llanuras costeras que diez millones de años antes habían albergado comunidades diversas como las que se encuentran en las rocas de la Formación Dinosaur Park. Otra consecuencia fue una expansión de los ambientes de agua dulce, ya que la escorrentía continental ahora tenía que recorrer distancias más largas antes de llegar a los océanos. Si bien este cambio fue favorable para los vertebrados de agua dulce, aquellos que prefieren los ambientes marinos, como los tiburones, sufrieron.

Hipótesis supernova

Otra causa desacreditada de la extinción de K-Pg es la radiación cósmica de una explosión de supernova cercana. Una anomalía de iridio en el límite es consistente con esta hipótesis. Sin embargo, el análisis de los sedimentos de la capa límite no logró encontrar 244
Pu, un subproducto de supernova que es el isótopo de plutonio de vida más larga, con una vida media de 81 millones de años.

Verneshot

Un intento de vincular el vulcanismo –como las Traps del Decán– y los eventos de impacto de manera causal en la dirección otra en comparación con el cráter propuesto de Shiva es la llamada hipótesis de Verneshot (nombrada en honor a Julio Verne), que propone que el vulcanismo podría haber llegado a ser tan intenso como para "disparar" material en una trayectoria balística hacia el espacio antes de caer como un elemento de impacto. Debido a la naturaleza espectacular de este mecanismo propuesto, la comunidad científica ha reaccionado en gran medida con escepticismo a esta hipótesis.

Múltiples causas

Es posible que más de una de estas hipótesis sea una solución parcial al misterio y que más de uno de estos eventos haya ocurrido. Tanto los traps del Decán como el impacto de Chicxulub pueden haber contribuido de manera importante. Por ejemplo, la datación más reciente de los traps del Decán respalda la idea de que las rápidas tasas de erupción en los traps del Decán pueden haber sido provocadas por grandes ondas sísmicas irradiadas por el impacto.

Véase también

  • Clima a través del límite Cretaceous-Paleogene
  • Superficie sub-paleógeno
  • Tanis (sitio de fósiles)

Referencias y notas

Notas explicativas

  1. ^ Esta antigua designación tiene como parte de ella un término, 'Tertiario' (abbreviado como T), que ahora es desalentado como unidad geocrológica formal por la Comisión Internacional de Estratigrafía.

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