L’estinzione di massa del Permiano

Molti geologi e paleontologi sostengono che l’estinzione del Permiano avvenne nel corso di 15 milioni di anni durante l’ultima parte del periodo Permiano (da 299 milioni a 252 milioni di anni fa). Tuttavia, altri sostengono che l’intervallo di estinzione era molto più rapido, durando solo circa 200.000 anni, con la maggior parte della perdita di specie che si verificava in un intervallo di 20.000 anni verso la fine del periodo. L’estinzione del Permiano è stata caratterizzata dall’eliminazione di oltre il 95% delle specie marine e del 70% delle specie terrestri. Inoltre, oltre la metà di tutte le famiglie tassonomiche presenti all’epoca scomparve. Questo evento è al primo posto nella gravità dei cinque principali episodi di estinzione che attraversano il tempo geologico.

Invertebrati marini

Shallow marine acque calde invertebrati , che comprendeva il trilobiti , rugosa e tabulare coralli , e due grandi gruppi di echinodermi (blastoids e crinoidi ), mostrano le perdite più-lunghe e più grandi durante il Permiano estinzione . Utilizzando il numero massimo di generi diversi nella parte centrale di Guadalupian Epoch (circa 272,3 milioni a 259,8 milioni di anni fa) come riferimento , l’estinzione delle faune invertebrate marine ha ridotto significativamente il numero di generi diversi dal 12 al 70% all’inizio del l’età capitanana circa 266 milioni di anni fa. La diversità i livelli di molte di queste faune sono crollati a livelli inferiori rispetto a qualsiasi momento precedente nel periodo Permiano. Le estinzioni al confine tra l’epoca di Guadalupia e quella di Loping (259,8 milioni a 252,2 milioni di anni fa) erano ancora più gravi, confinanti con catastrofiche, con una riduzione del 70-80% rispetto ai massimi generici di Guadalupia. Sono state colpite molte famiglie di invertebrati che hanno avuto un grande successo prima di queste estinzioni.

Nella prima parte del Lopingian, in particolare nell’Era Wuchiapingiana (circa 259,8 milioni a 254 milioni di anni fa), la fauna invertebrata, ora sostanzialmente ridotta, tentò di diversificare nuovamente, ma con scarso successo. Molti erano gruppi altamente specializzati e più della metà di questi si estinsero prima dell’inizio dell’era di Changhsingian (circa 254 milioni di anni fa), l’ultima era del periodo. Le faune di invertebrati marini durante il Loping hanno rappresentato solo il 10% o meno dei massimi faunistici di Guadalupe; cioè, circa il 90 per cento delle estinzioni del Permiano sono state compiute prima dell’inizio dell’era di Changhsingian.

La serie di episodi di estinzione che si sono verificati durante l’ultima fase del periodo di Guadalupia e in tutta l’epoca di Loping, ciascuno apparentemente più grave del precedente, si è protratto per circa 15 milioni di anni. Cambiamenti ecologici dirompenti alla fine hanno ridotto gli invertebrati marini ai livelli di crisi (circa il 5% dei loro massimi di Guadalupia) – la loro più bassa diversità dalla fine del periodo Ordoviciano . L’episodio finale di estinzione, a volte indicato come la crisi terminale del Permiano, mentre molto reale, ha richiesto 15 milioni di anni per materializzarsi e probabilmente ha eliminato molte faune ecologicamente in difficoltà che erano già state notevolmente ridotte da precedenti episodi di estinzione che portarono alla crisi terminale del Permiano.

L’estinzione del Permiano non era limitata agli invertebrati marini. Diversi gruppi di vertebrati acquatici , come gli acantodi, pensavano di essere i primi pesci a mandibola , e anche i placodermi , un gruppo di pesci con la mascella con un’armatura significativa, furono eliminati. Notevoli gruppi terrestri, come i pelicosauri (FIN-backed rettili ), Moschops (un enorme rettile mammifero-simili), e le numerose famiglie di insetti anche incontrato i loro scomparsa . Inoltre, un certo numero di gruppi (come squali , pesci ossei , brachiopodi , briozoi , ammonoidi ,terapsidi , rettili e anfibi ) hanno subito notevoli cali entro la fine del periodo Permiano.

Le Cause: Alterazioni di temperatura

Sebbene siano state suggerite altre cause a singolo evento, le attuali spiegazioni sugli eventi di estinzione del Permiano si sono concentrate su come le cause biologiche e fisiche hanno interrotto i cicli dei nutrienti. Le ipotesi di crisi termiche, specialmente di quelle che si verificano nelle acque superficiali marine (superficiali), si basano in parte su studi sugli isotopi dell’ossigeno e sui rapporti tra calcio e magnesio nel fossile di Permianomateriali di shell. Le più alte temperature stimate delle acque superficiali oceaniche (che si stima siano 25-28 ° C [circa 77-82 ° F]) fino a quel momento si verificarono durante la fine dell’Era di Guadalupian e l’inizio dell’Epoca Lopingiana. Successivamente, entro la fine dell’epoca lopiana, i rapporti calcio-magnesio suggeriscono che la temperatura dell’acqua potrebbe essere scesa a circa 22-24 ° C (circa 72-75 ° F), diminuendo ulteriormente durante l’inizio del Triassico. Un’ipotesi propone che la temperatura dell’acqua superiore a 24-28 ° C (circa 75-82 ° C) può essere stato troppo caldo per molti invertebrati; solo quelli specializzati per le alte temperature, come quelli che vivono in lagune poco profonde , sopravvissero.Un’altra ipotesi correlata alla temperatura postula che i simbionti fotosintetici, che possono aver vissuto all’interno dei tessuti di alcuni invertebrati marini, non sono stati in grado di sopravvivere alle alte temperature dell’oceano e hanno abbandonato i loro ospiti. Alcuni dati sono stati interpretati per dimostrare che si è verificato un aumento della temperatura dell’acqua di mare di circa 6 ° C (10,8 ° F), forse aumentando la temperatura complessiva dell’acqua di mare a circa 30-32 ° C (circa 86-90 ° F) – vicino al confine Permiano-Triassico.

Alterazione del ciclo del carbonio

Il rapporto tra gli isotopi stabili del carbonio ( 12 C / 13 C) sembra indicare che cambiamenti significativi nel ciclo del carbonio hanno avuto luogo a partire da circa 500.000 a 1.000.000 di anni prima della fine del periodo Permiano e attraversando il confine nell’Era Induan (prima età del Triassico ). Questi cambiamenti sembrano coincidere strettamente con due eventi di estinzione del Permiano, suggerendo una relazione di causa-effetto con i cambiamenti nel ciclo del carbonio.Diversi studi hanno suggerito che i cambiamenti nella registrazione dell’isotopo di carbonio possono indicare un ciclo biologico interrotto . Alcuni scienziati ritengono che le quantità insolitamente elevate di 12 C intrappolate nei sedimenti Permiani siano il risultato di un’anossia oceanica diffusa (livelli molto bassi di ossigeno disciolto ). Essi associano questo anossia con l’eruzione prolungata del diluvio siberiani basalti (il cosiddetto Siberian Traps), che probabilmente ha portato a più alti livelli di biossido di carbonio in atmosfera . Nubi di cenere vulcanica possono aver peggiorato la situazione limitando la quantità di luce disponibile per la fotosintesi , così inibendo il processo di fissazione del carbonio da parte delle piante e abbassando il tasso di estrazione del biossido di carbonio dall’atmosfera. Inoltre, elevate quantità di anidride carbonica potrebbero essere state iniettate nell’atmosfera dallo sfiato dei gas vulcanici dall’eruzione dei basalti delle alluvioni, combinata con l’accensione di grandi giacimenti di carbone, o dalla combustione di foreste da parte di lava calda . Altre ipotesi suggeriscono che il riscaldamento e l’essiccazione degli ambienti terrestri durante il periodo Permiano riducono la quantità di materia organica sepolta nei sedimenti come carbone o petrolio , spostando la quantità di biossido di carbonio organicamente fissato che è stato riciclato attraverso l’atmosfera.

Esplosione demografica di microbi produttori di metano

La ricerca del 2014 ha sollevato la possibilità che la rapida fioritura di un’archaea chiamata Methanosarcina , che ha sviluppato la capacità di produrre metano (CH4 ) vicino alla fine del Permiano, possa aver giocato un ruolo significativo nel drammatico aumento delle temperature e dei cambiamenti dell’oceano terrestre al ciclo del carbonio del pianeta. Si ritiene che un improvviso aumento di metano nell’atmosfera determini temperature di riscaldamento , acidificazione degli oceani e altri cambiamenti nel ciclo del carbonio . Le prove geologiche suggeriscono che l’assorbimento di biossido di carbonio negli oceani e la deposizione di carbonio nei sedimenti oceanici vicino alla fine del Permiano era di gran lunga superiore a quello che avrebbe potuto essere causato dalle eruzioni delle Trappole Siberiane da solo. Inoltre, la scoperta di giacimenti di nichel in Cina che sono stati datati a quel tempo implica il ruolo di Methanosarcina nell’estinzione del Permiano. Il nichel ha dimostrato di essere un nutriente limitante per la methanosarcina e la sostanziale disponibilità dell’elemento, rilasciata durante il vulcanismo, verso la fine del periodo, è stata ipotizzata responsabile dell’esplosione demografica del microbo i cui processi metabolici aggiungevano grandi quantità di metano all’atmosfera.

Distribuzione di masse continentali, regioni montuose, mari poco profondi e bacini oceanici profondi durante la prima epoca del Permiano. Inclusi nella ricostruzione paleogeografica sono le correnti oceaniche fredde e calde. Le linee costiere attuali e i confini tettonici dei continenti configurati sono mostrati nel riquadro.

Altre potenziali cause

Oltre alle varie ipotesi di temperatura e alle eruzioni dei basalti siberiani, sono state prese in considerazione altre cause di eventi di estinzione del Permiano. Alcune autorità sospettano che l’estinzione del Permiano sia stata causata dall’assemblea di Pangea , un vasto supercontinente nord-sud. Si pensa che diversi bacini marini di acque poco profonde – l’habitat primario della maggior parte degli invertebrati marini – siano stati distrutti mentre le placche continentali si muovevano l’una verso l’altra. Inoltre, la creazione di una vasta massa continentale nord-sud ha cambiato il corso delle correnti oceaniche e ha quindi alterato i climi regionali. Sebbene questi fattori abbiano certamente avuto un ruolo nel decesso di alcune specie, Pangea fu completamente riunito dalla prima metà del Permiano, mentre le estinzioni di massa non iniziarono prima degli ultimi 15 milioni di anni del periodo. Altri scienziati sostengono che l’estinzione del Permiano era il risultato di un impatto del bolide ( meteorite o cometa ) che si verificò verso la fine del periodo Permiano; tuttavia, quell’ipotesi è oggetto di molte discussioni.

Paleoclima

Le condizioni climatiche mondiali durante il Triassico sembrano essere state molto più omogenee di quelle attuali. Non esisteva ghiaccio polare. Le differenze di temperatura tra l’Equatore e i poli sarebbero state meno estreme di quelle attuali, il che avrebbe comportato una minore diversità degli habitat biologici.

A partire dal tardo Permiano e proseguendo fino al Triassico primitivo, l’emergere del supercontinente Pangea e la conseguente riduzione della superficie totale coperta dai mari del continente continentale hanno portato ad un’aridità diffusa sulla maggior parte delle aree terrestri. A giudicare dalle condizioni moderne, ci si aspetta che un singolo grande continente come Pangea abbia un continente estremo, fortemente stagionale clima con estati calde e inverni freddi. Eppure l’evidenza paleoclimatica è in conflitto. Ci sono diversi indicatori di un clima arido, inclusi i seguenti: arenarie rosse e scisti che contengono pochi fossili, depositi di dune litificate con strati incrociati, pseudomorfi di sale in marne , mudcracks e evaporiti . D’altra parte, vi sono prove di forti precipitazioni stagionali, compresi sedimenti intrecciati fluviali (fluviali) , depositi deltaici ricchi di argilla e letti rossi di origine alluvionale e fluviale. Questo dilemma si risolve meglio postulando un clima monsonico , in particolare durante il Triassico medio e tardo, su vaste aree di Pangea. In queste condizioni, i venti monsonici equatoriali avrebbero portato forti precipitazioni stagionali in alcune aree, specialmente dove questi venti attraversavano ampie distese di acque libere.

Un’altra indicazione dei climi temperati e tropicali è costituita dai giacimenti di carbone. La loro presenza indica invariabilmente condizioni umide con precipitazioni relativamente alte responsabili sia della crescita vegetativa rigogliosa che del drenaggio scarso. Le grandi paludi risultanti agiranno come bacini deposizionali in cui il materiale vegetale in decomposizione verrebbe trasformato gradualmente in torba . Tali condizioni umide devono essere esistite ad alte latitudini durante le ultime fasi del Triassico, sulla base del verificarsi di carboni nelle formazioni triassiche nel Canada Artico, in Russia, Ucraina, Cina , Giappone, Sud America , Sud Africa , Australia, e Antartide.

È stato ipotizzato che, a causa delle grandi dimensioni della Panthalassa, gli schemi di circolazione oceanica durante il Triassico sarebbero stati relativamente semplici, consistendo in enormi giri singoli in ciascun emisfero ( vedi la mappa ). Gli estremi di temperatura est-ovest sarebbero stati eccezionali, con il margine occidentale di Panthalassa molto più caldo di quello orientale. Una corrente equatoriale all’ovest permanentemente avrebbe fornito acque calde a Tethys, permettendo alle barriere di svilupparsi là dove substrati e profondità erano favorevoli.

Ulteriori prove importanti riguardanti il ​​paleoclima sono fornite dalla natura dei fossili del Triassico e dalla loro distribuzione latitudinale. I biotas del periodo sono di aspetto abbastanza moderno, e così le loro abitudini di vita e le loro esigenze ambientali possono essere ricostruite con relativa confidenza dai paragoni ai parenti viventi. Ad esempio, la presenza di coralli duri coloniali come costruttori di strutture in barriere di Tethyan di età tardo triassica suggerisce un ambiente di mari caldi a basse latitudini. Questi mari devono essere stati sufficientemente superficiali e limpidi per consentire la penetrazione di luce adeguata per la fotosintesi da parte delle zooxantelle , un tipo di protozoo che si presume essere, forse per la prima volta nella storia geologica, simbioticamente associato ai coralli di barriera corallina e favorente la calcificazione.

La distribuzione geografica degli animali moderni indica, con poche eccezioni, che la diversità faunistica diminuisce costantemente in entrambi gli emisferi man mano che ci si avvicina ai poli. Ad esempio, ectotermico (a sangue freddo) anfibi e i rettili mostrano una diversità molto più elevata nelle basse latitudini più calde, riflettendo la forte influenza delle temperature dell’aria ambiente su questi animali, che non sono in grado di regolare la loro temperatura interna. L’evidenza dei fossili del Triassico, tuttavia, è equivoca: la distribuzione degli anfibi e dei rettili triassici mostra solo un leggero cambiamento con la latitudine, sebbene la distribuzione di ammonidi (un mollusco primitivo) dalla parte superiore del Triassico inferiore mostri un gradiente geografico molto più forte . Può essere che gli invertebrati marini del Triassico fossero più sensibili alle differenze di temperatura ambientale rispetto ai vertebrati terrestri o che le differenze di temperatura ambientale fossero maggiori nell’oceano che sulla terra. C’è anche la possibilità che entrambe queste condizioni esistessero.

Vita del Triassico

Il confine tra le ere Paleozoiche e Mesozoiche è stato segnato dal terzo e più grande della Terra episodio di estinzione di massa , che si è verificato immediatamente prima del Triassico. Di conseguenza, i biotas del Triassico primitivo furono impoveriti, sebbene la diversità e l’abbondanza aumentarono progressivamente durante il Medio e il Triassico. I fossili di molte forme di vita del Triassico primitivo tendono ad essere di aspetto paleozoico, mentre quelli del Trias centrale e del tardo sono decisamente di aspetto mesozoico e sono chiaramente i precursori delle cose a venire. Nuovi vertebrati terrestri apparvero in tutto il Triassico. Alla fine del periodo erano comparsi sia i primi veri mammiferi che i primi dinosauri.

Estinzioni di massa

Periodici estinzioni di massa su larga scala si sono verificati nel corso della storia della vita; in effetti, è su questa base che le ere geologiche sono state stabilite per la prima volta. Dei cinque principali eventi di estinzione di massa, quello più noto è l’ultimo, che ha avuto luogo alla fine del periodo Cretaceo e ha ucciso i dinosauri. Tuttavia, il più grande di tutti gli eventi di estinzione si è verificato tra il Permiano e il Triassico alla fine dell’Era Paleozoica , ed è questa terza estinzione di massa che ha profondamente colpito la vita durante il Triassico. Il quarto episodio di estinzione di massa si è verificato alla fine del Triassico, riducendo drasticamente alcuni gruppi marini e terrestri, come gli ammonoidi, rettili simili a mammiferi e anfibi primitivi, ma che non influenzano gli altri.

Pangea

Pangea,  nei primi tempi geologici , un supercontinente che ha incorporato quasi tutte le masse terrestri sulla Terra. Pangea era circondata da un oceano globale chiamato Panthalassa, ed era completamente assemblata dalla Early Permian Epoch (circa 299 milioni a 273 milioni di anni fa). Il supercontinente iniziò a disgregarsi circa 200 milioni di anni fa, durante l’ Epoca Giurassica (da 201 milioni a 174 milioni di anni fa), formando alla fine i continenti moderni e gli oceani Atlantico e Indiano . L’esistenza di Pangea fu proposta per la prima volta nel 1912 dal meteorologo tedesco Alfred Wegener come parte della sua teoria della deriva dei continenti . Il suo nome deriva dalla pangaia greca , che significa “tutta la terra”.
deriva dei continenti

Deriva continentale La terra sulla Terra è in costante movimento. Nel corso di milioni di anni, i continenti si sono separati da un unico continente chiamato Pangea e si sono trasferiti nelle loro attuali. La terra e i mari sulla Terra sono in costante movimento. Nel corso di milioni di anni, i continenti si separarono da un unico continente chiamato Pangea e passarono alle loro attuali posizioni.

Durante il primo Permiano, la costa nord-occidentale dell’antico continente Gondwana (un paleocontinente che si sarebbe frammentato fino a diventare il Sud America , l’ India, l’ Africa , l’ Australia e l’ Antartide ) entrò in collisione con la parte meridionale dell’Euramerica (un paleocontinente costituito da nord America e Europa meridionale ). Con la fusione del cratone angariano (la parte interna stabile di un continente) della Siberia in quella massa continentale combinata durante la metà del primo Permiano, l’assemblea di Pangea era completa. Cathaysia, una massa continentale che comprende le vecchie placche tettoniche del nord e sud della Cina , non furono incorporate in Pangea. Piuttosto, formò un separato, molto più piccolo, continente nell’oceano globale Panthalassa.

Il meccanismo per la rottura di Pangea è ora spiegato in termini di tettonica a placche piuttosto che il concetto antiquato di deriva continentale di Wegener, che affermava semplicemente che i continenti della Terra erano un tempo uniti nel Pangea super continente che durava per gran parte del tempo geologico. La tettonica a placche afferma che il guscio esterno della Terra, o litosfera , consiste di grandi placche rigide che si muovono a parte su creste oceaniche , si uniscono in zone di subduzione o scivolano l’una sull’altra lungo le linee di faglia . Lo schema di diffusione del fondo marino indica che Pangea non si è spezzata tutta in una volta ma piuttosto frammentata in fasi distinte. La tettonica delle placche postula anche che i continenti si sono uniti tra loro e si sono separati più volte nella storia geologica della Terra.

I primi oceani formati dalla disgregazione, circa 180 milioni di anni fa, erano l’ Oceano Atlantico centrale tra l’Africa nordoccidentale e il Nord America e l’Oceano Indiano sudoccidentale tra Africa e Antartide. L’Oceano Atlantico del Sud aprì circa 140 milioni di anni fa quando l’Africa si separò dal Sud America. All’incirca nello stesso periodo, l’India si separò dall’Antartide e dall’Australia, formando l’Oceano Indiano centrale. Infine, circa 80 milioni di anni fa, l’America del Nord si separò dall’Europa, l’Australia cominciò a staccarsi dall’Antartide e l’India si staccò dal Madagascar . L’India alla fine si scontrò con l’Eurasia circa 50 milioni di anni fa, formando l’Himalaya .

Durante la lunga storia della Terra, probabilmente ci sono stati diversi supercontinenti simili a Pangea. Il più antico di questi supercontinenti si chiama Rodinia e si formò durante il periodo Precambriano circa un miliardo di anni fa. Un altro supercontinente simile alla Pangea, Pannotia, fu assemblato 600 milioni di anni fa, alla fine del Precambriano. I moti dei piatti attuali stanno riunendo i continenti ancora una volta. L’Africa ha iniziato a scontrarsi con l’Europa meridionale e l’Australian Plate si sta scontrando con il Sud-Est asiatico. Entro i prossimi 250 milioni di anni, l’Africa e le Americhe si fonderanno con l’Eurasia per formare un supercontinente che si avvicina alle proporzioni dei Pangean. L’assemblea episodica delle masse terrestri del mondo è stata definita la ciclo del supercontinente o, in onore di Wegener, il ciclo di Wegenerian

"Pangaea Ultima", come previsto per circa 250 milioni di anni a partire da ora. Tutti i continenti della Terra (come mostrato nell'insetto in basso a destra) dovrebbero convergere per formare un nuovo supercontinente, molto simile al antica Pangea del Permiano attraverso i tempi del Triassico. Fai clic sul pulsante per visualizzare un'animazione dei movimenti continentali attraverso tutto il tempo geologico.supercontinente

“Pangaea Ultima”, come previsto per circa 250 milioni di anni a partire da ora. Tutti i continenti della Terra (come mostrato nell’insetto in basso a destra) dovrebbero convergere per formare un nuovo supercontinente, molto simile al antica Pangea del Permiano attraverso i tempi del Triassico. Fai clic sul pulsante per visualizzare un’animazione dei movimenti continentali attraverso tutto il tempo geologico. E