O fim do período cretáceo, 66 milhões de anos atrás, foi um período difícil para se viver na Terra.
Três catástrofes globais ocorreram quase simultaneamente: o meteorito Chicxulub atingiu o que hoje é a Península de Yucatán no México, a enorme erupção da província vulcânica de Deccan Traps na Índia moderna e cerca de três quartos das plantas e animais da Terra, incluindo todos os dinossauros não-aviários. foi extinto. A ocorrência destes três eventos ao mesmo tempo na história do nosso planeta alimentou um debate de décadas sobre ligações causais. Ou uma grande sequência de erupções vulcânicas ou um impacto extraterrestre poderia causar uma extinção em massa - mas eles estavam todos de alguma forma conectados?
Como cientistas da Terra, temos razões para acreditar que pode haver outro evento para adicionar à lista. Nossa nova pesquisa, publicada na Science Advances, mostra que o impacto de Chicxulub pode ter desencadeado atividade vulcânica adicional longe das armadilhas de Deccan - ao longo de dezenas de milhares de quilômetros de cristas vulcânicas submarinas que se encontram nas bordas das placas tectônicas. O impacto do meteorito causou grandes ondas sísmicas que viajaram ao redor do globo e foram aparentemente capazes de liberar o magma para fora do manto e para a crosta oceânica. Esta presumivelmente seria mais uma má notícia para os dinossauros e outras flora e fauna da época.
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É bem sabido que a atividade sísmica pode desencadear uma variedade de fenômenos hidrológicos e, às vezes, até mesmo erupções vulcânicas. No rescaldo dos grandes terremotos próximos, os riachos secos podem começar a fluir, os níveis dos poços podem subir ou descer e os gêiseres às vezes entram em erupção. A sismicidade também desencadeia a atividade vulcânica, mas apenas quando as condições são perfeitas - são apenas cerca de 0, 4% das erupções vulcânicas explosivas que podem ser desencadeadas por grandes terremotos.
Então, o terremoto de grandes proporções gerado quando o meteorito Chicxulub colidiu com a Terra pode estar relacionado às contínuas erupções nas armadilhas de Deccan? Esta província vulcânica cobriu grande parte da Índia com fluxos de lava em menos de um milhão de anos. Um time de pesquisadores da Universidade da Califórnia, liderado por Berkeley (incluindo um de nós, Leif Karlstrom) revisitou a possibilidade de uma conexão entre esses dois eventos.
Os esforços mais recentes para datar essas erupções mostraram claramente que as Armadilhas Deccan começaram a expelir lava antes do impacto do meteorito e da extinção em massa. Mas o estudo liderado por Berkeley sugeriu que o impacto do Chicxulub desencadeou um rápido aumento na taxa de erupção. Se for verdade, todos os três eventos poderiam ser conectados: o impacto seria seguido por uma atividade vulcânica acelerada que poderia contribuir para a extinção em massa.
Fluxos de lava submersa escorrem entre as placas tectônicas, como no Monte Seamonal Axial, onde fica no topo das lavas mais antigas. (Bill Chadwick, Universidade Estadual do Oregon e ROV Jason, Instituição Oceanográfica de Woods Hole, CC BY-ND) **********
Se a hipótese de disparo por impacto estiver correta, esperaríamos que outros sistemas vulcânicos também tivessem sido acionados.
A qualquer momento, a vasta maioria da atividade vulcânica na Terra não está ocorrendo em inundações de magma que cobrem o continente ou em explosões como no Monte Santa Helena. Está no fundo do mar, onde as placas tectônicas se espalham. À medida que a crosta terrestre se divide, a camada de manto mais sólido sobe para preencher o espaço criado. Ele derrete enquanto se descomprime no caminho para cima.
Ilustração de uma crista meso-oceânica, com magma subindo do manto e entrando em erupção pela crosta no limite entre as placas tectônicas. (Background, E. Paul Oberlander, Serviços Gráficos da WHOI. Inserção, Bill Chadwick, Universidade Estadual do Oregon, e ROV Jason, Instituição Oceanográfica Woods Hole. Modificado por Joseph Byrnes, CC BY-ND) Este novo magma percorre seu caminho até a superfície e alimenta a atividade vulcânica quase contínua ao longo do que é conhecido como cordões meso-oceânicos. Este processo cria praticamente toda a crosta no fundo do oceano. Como as idades do fundo do mar são relativamente bem conhecidas, ele preserva um registro da atividade vulcânica oceânica que remonta a mais de 100 milhões de anos. Este registro notável de atividade vulcânica cria uma oportunidade para testar a hipótese de desencadeamento.
Em nosso novo estudo, usamos conjuntos de dados disponíveis publicamente para registrar a estrutura do fundo do mar, que remonta a 100 milhões de anos. Como existem melhores mapas topográficos para Marte e Vênus do que para o fundo marinho da Terra em escala global, fomos forçados a usar métodos indiretos para procurar variações nas estruturas do fundo do mar.
Variações mínimas na força da gravidade em diferentes locais, medidas por satélites, fornecem a ferramenta de mapeamento necessária. Pontos que têm uma quantidade excessiva de rocha no fundo do mar, como seria de esperar de uma atividade vulcânica acelerada, terão uma medida ligeiramente mais forte para o campo gravitacional da Terra.
O tempo com as mais pequenas anomalias estruturais no fundo do mar - indicando 8 por cento mais anomalias de massa do que em média - ocorre há 66 milhões de anos e coincide com a idade do impacto do meteorito Chicxulub. (Byrnes e Karlstrom, Sci. Adv. 2018; 4: eaao2994, CC BY-ND) Em seguida, inspecionamos o registro dessas “anomalias gravitacionais” para procurar quaisquer alterações na estrutura do fundo do mar que ocorreram rapidamente. Encontramos uma abundância incomum dessas pequenas anomalias estruturais no fundo do mar ocorridas dentro de um milhão de anos após o impacto de Chicxulub. As anomalias gravitacionais são consistentes com pilhas de cerca de 650 pés de material em excesso no fundo do mar de 66 milhões de anos nos oceanos Índico e Pacífico.
O volume total de material em excesso é difícil de fixar, porque uma grande quantidade de magma poderia ter sido injetada na crosta inferior, onde teria uma assinatura gravitacional mais fraca. Mas estimamos que na época do impacto de Chicxulub, da ordem de 23.000 a 230.000 milhas cúbicas de magma, surgiram das cordilheiras do meio oceano, em todo o mundo. Isso está de acordo com os maiores eventos eruptivos da história de 4, 5 bilhões de anos da Terra, incluindo os Deccan Traps.
Pontos marcam áreas no fundo do mar que mostram altas taxas de propagação na época do impacto de Chicxulub, 66 milhões de anos atrás. As cores indicam a anomalia máxima da gravidade em 2 graus. (Byrnes e Karlstrom, Sci. Adv. 2018; 4: eaao2994, CC BY-ND) **********
Nossas observações sugerem a seguinte sequência de eventos no final do período Cretáceo. Há pouco mais de 66 milhões de anos, as Armadilhas de Deccan começam a entrar em erupção - provavelmente iniciadas por uma nuvem de rocha quente que se ergue do núcleo da Terra, semelhante ao que está acontecendo embaixo do Havaí ou de Yellowstone hoje, que se chocou contra a placa tectônica da Índia. As cristas e dinossauros do meio do oceano continuam sua atividade normal.
Cerca de 250 mil anos depois, Chicxulub bate na costa do que será o México. O impacto provoca uma ruptura maciça do clima da Terra, injetando partículas na atmosfera que eventualmente se instalarão em uma camada de argila encontrada em todo o planeta. No rescaldo do impacto, a atividade vulcânica acelera por talvez dezenas a centenas de milhares de anos. As cristas meso-oceânicas despontam grandes volumes de magma, enquanto as erupções de Deccan Traps inundam lava em grande parte do subcontinente indiano. No final, três quartos das espécies de plantas e animais da Terra desapareceram; os únicos dinossauros remanescentes são a variedade voadora de penas, normalmente conhecida como pássaros.
Agora, o objetivo é aperfeiçoar ainda mais nossa compreensão de cada evento e suas interações. Haveria atividade suficiente nas cordilheiras oceânicas para contribuir para a extinção em massa ou o vulcanismo submarino acionado era apenas um sintoma de alguma doença planetária mais significativa? Os outros sistemas vulcânicos foram desencadeados pelo impacto do Chicxulub? Que desempenhou um papel maior na condução da extinção: o vulcanismo ou o meteoro?
O que está claro é que essa nova pesquisa aponta para conexões em escala global entre catástrofes, um bom lembrete de que os eventos que acontecem do outro lado do planeta podem ter efeitos sentidos em todos os lugares.
Este artigo foi originalmente publicado no The Conversation.
Leif Karlstrom, professor assistente de ciências da terra, Universidade de Oregon
Joseph Byrnes, Pós-Doutorado Associado de Ciências da Terra, University of Minnesota
