Los acantilados de Zumaia se caracterizan por una sección excepcional de estratos que revela la historia geológica de la Tierra en el período de hace 115-50 millones de años (Ma). Crédito: Universidad de Barcelona/IUCA-Universidad de Zaragoza

Un estudio publicado en la revista Geology descarta que los episodios volcánicos extremos hayan tenido alguna influencia en la extinción masiva de especies a finales del Cretácico. Los resultados confirman la hipótesis de que fue el impacto de un meteorito gigante el que provocó la gran crisis biológica que acabó con los linajes de dinosaurios no aviarios y otros organismos marinos y terrestres hace 66 millones de años.

El estudio ha sido realizado por la investigadora Sietske Batenburg, de la Facultad de Ciencias de la Tierra de la Universidad de Barcelona, ​​y los expertos Vicente Gilabert, Ignacio Arenillas y José Antonio Arz, del Instituto Universitario de Investigación en Ciencias Ambientales de Aragón (IUCA-Universidad de Zaragoza).

Límite K/Pg: La gran extinción del Cretácico en las costas de Zumaia

El escenario de este estudio fueron los acantilados de Zumaia (País Vasco), que cuentan con una sección excepcional de estratos que revela la historia geológica de la Tierra en el período de hace 115-50 millones de años (Ma). En este entorno, el equipo analizó sedimentos y rocas ricos en microfósiles que se depositaron entre 66,4 y 65,4 Ma, un intervalo de tiempo que incluye el límite conocido Cretácico/Paleógeno (K/Pg). Fechado en 66 Ma, el límite K/Pg divide las eras Mesozoica y Cenozoica y coincide con una de las cinco grandes extinciones del planeta.

Este estudio analizó los cambios climáticos que ocurrieron justo antes y después de la extinción masiva marcada por el límite K/Pg, así como su posible relación con esta gran crisis biológica. Por primera vez, los investigadores examinaron si este cambio climático coincide en la escala de tiempo con sus posibles causas: el vulcanismo masivo de Deccan (India), uno de los episodios volcánicos más violentos en la historia geológica del planeta, y las variaciones orbitales del Tierra.

“La particularidad de los afloramientos de Zumaia radica en que allí se acumularon dos tipos de sedimentos, unos más ricos en arcilla y otros más ricos en carbonato, que ahora podemos identificar como estratos o margas y calizas que se alternan entre sí para formar ritmos”, apunta el investigadora Sietske Batenburg, del Departamento de Dinámica Terrestre y Oceánica de la UB. "Esta fuerte ritmicidad en la sedimentación está relacionada con variaciones cíclicas en la orientación e inclinación del eje de la Tierra en el movimiento de rotación, así como en el movimiento de traslación alrededor del Sol".

Estas configuraciones astronómicas —los conocidos ciclos de Milankovitch, que se repiten cada 405.000, 100.000, 41.000 y 21.000 años— regulan la cantidad de radiación solar que reciben, modulan la temperatura global de nuestro planeta y condicionan el tipo de sedimento que llega a los océanos. “Gracias a estas periodicidades identificadas en los sedimentos de Zumaia, hemos podido determinar la datación más precisa de los episodios climáticos ocurridos alrededor de la época en que vivieron los últimos dinosaurios”, dice Ph.D. el alumno Vicente Gilabert, del Departamento de Ciencias de la Tierra de la UZ, que presentará la defensa de su tesis a finales de este año.

Foraminíferos planctónicos: revelando el clima del pasado

El análisis isotópico de carbono 13 en las rocas en combinación con el estudio de los foraminíferos planctónicos, microfósiles utilizados como indicadores bioestratigráficos de alta precisión, ha permitido reconstruir el paleoclima y la cronología de esa época en los sedimentos de Zumaia. Más del 90% de las especies de foraminíferos planctónicos del Cretácico de Zumaia se extinguieron hace 66 Ma, coincidiendo con una gran disrupción en el ciclo del carbono y una acumulación de esférulas de vidrio de impacto provenientes del asteroide que golpeó Chicxulub, en la Península de Yucatán (México).

Además, las conclusiones del estudio revelan la existencia de tres eventos de calentamiento climático intenso, conocidos como eventos hipertérmicos, que no están relacionados con el impacto de Chicxulub. El primero, conocido como LMWE y anterior al límite K/Pg, se ha fechado entre 66,25 y 66,10 Ma. Los otros dos eventos, después de la extinción masiva, se denominan Dan-C2 (entre 65,8 y 65,7 Ma) y LC29n (entre 65,48 y 65,41 Ma).

En la última década, ha habido un intenso debate sobre si los eventos hipertérmicos mencionados anteriormente fueron causados ​​por un aumento de la actividad volcánica del Deccan, que emitió grandes cantidades de gases a la atmósfera. "Nuestros resultados indican que todos estos eventos están sincronizados con configuraciones orbitales extremas de la Tierra conocidas como máximos de excentricidad. Solo el LMWE, que produjo un calentamiento global estimado de 2-5° C, parece estar temporalmente relacionado con un episodio eruptivo de Deccan, lo que sugiere que fue causado por una combinación de los efectos del vulcanismo y el último máximo de excentricidad cretácico”, añaden los expertos.

Variaciones orbitales de la Tierra alrededor del Sol

Los cambios climáticos globales que ocurrieron en el Cretácico tardío y el Paleógeno temprano, entre 250.000 años antes y 200.000 años después del límite K/Pg, se debieron a la excentricidad máxima de la órbita de la Tierra alrededor del Sol.

Sin embargo, la excentricidad orbital que influyó en los cambios climáticos antes y después del límite K/Pg no está relacionada con la extinción masiva de especies del Cretácico tardío. Los cambios climáticos causados ​​por los máximos de excentricidad y aumentados por el vulcanismo de Deccan ocurrieron gradualmente a una escala de cientos de miles de años.

"Estos datos confirmarían que la extinción fue causada por algo completamente externo al sistema terrestre: el impacto de un asteroide que ocurrió 100.000 años después de este cambio climático del Cretácico tardío (LMWE)", dice el equipo de investigación. "Además, los últimos 100.000 años antes del límite K/Pg se caracterizan por una alta estabilidad ambiental sin perturbaciones evidentes, y la gran extinción masiva de especies ocurrió instantáneamente en la escala de tiempo geológica", concluyen.

Más información: Vicente Gilabert et al, Contribution of orbital forcing and Deccan volcanism to global climatic and biotic changes across the Cretaceous-Paleogene boundary at Zumaia, Spain, Geology (2021). DOI: 10.1130/G49214.1

Información de la revista: Geology