Hallan la causa de una antigua extinción masiva en los océanos: el misterio de 113 millones de años

Un estudio concluyó que la acidificación de los océanos desencadenó hace 113 millones de años la segunda mayor extinción masiva en la historia de organismos marinos llamados foraminíferos planctónicos. La investigación reconstruyó ese episodio del Cretácico Inferior a partir de átomos de calcio conservados en fósiles microscópicos.

El trabajo llegó a esa conclusión tras analizar cientos de fósiles y detectar un fuerte aumento en las proporciones de calcio en el momento de la extinción. Según los autores, esa señal química indica que las conchas se calcificaban mucho más despacio, en un proceso compatible con la acidificación oceánica causada por el aumento del dióxido de carbono liberado por grandes erupciones volcánicas.

La investigación, publicada en Science, aborda un debate abierto durante décadas sobre la segunda mayor extinción masiva en la historia de los foraminíferos planctónicos. Jonathan Chen, de la Universidad Northwestern, afirmó que al medir los átomos (o isótopos) de calcio de los fósiles el equipo obtuvo la prueba que faltaba.

Chen explicó que los científicos ya sabían que el plancton de superficie se había vuelto más pequeño y había desarrollado conchas más delgadas, una señal de estrés. “Encontramos un aumento enorme en las proporciones de isótopos de calcio justo cuando se produjo la extinción, lo que indicaba que las conchas de los organismos se estaban calcificando a un ritmo mucho más lento”, afirmó.

Cómo la acidificación del océano desencadenó la extinción

El estudio atribuye el proceso a las erupciones de la meseta de Kerguelen, una gran provincia volcánica situada en el sur del océano Índico. Durante el Cretácico Inferior, esa actividad liberó grandes cantidades de dióxido de carbono a la atmósfera.

Después, el océano absorbió parte de ese gas y el agua de mar redujo su pH. Ese cambio también redujo la disponibilidad de iones carbonato, que los foraminíferos necesitan para construir y mantener sus conchas de carbonato de calcio.

Brad Sageman, profesor de la Universidad Northwestern, señaló que muchas grandes provincias ígneas son submarinas. En este caso, la erupción expulsó material al aire.

Esa secuencia explica por qué el impacto comenzó en la superficie del mar antes de alcanzar mayores profundidades.

La evidencia química hallada en fósiles microscópicos

Para poner a prueba esa hipótesis, el equipo examinó cientos de especímenes fosilizados recuperados de sedimentos del intervalo de extinción. Las muestras proceden de la Meseta de las Malvinas, en el Atlántico Sur, frente a la costa sur de Argentina.

Chen separó foraminíferos planctónicos y bentónicos del sedimento y aisló material de conchas prístinas del carbonato de calcio secundario. Cada fósil tiene el tamaño de un grano de arena, por lo que el procedimiento requirió mucho tiempo.

A partir de esas muestras, los investigadores analizaron las distintas formas de calcio preservadas en las conchas. El estudio parte de que, cuando la química del océano dificulta la calcificación, la composición isotópica del calcio cambia.

Los resultados mostraron que, durante la extinción, los valores isotópicos del calcio en los foraminíferos planctónicos aumentaron de forma marcada. Ese cambio coincidió con la caída de sus poblaciones y con la reducción del tamaño y la robustez de las conchas.

Por qué la extinción golpeó más a los organismos de superficie

Andrew D. Jacobson, experto en geoquímica de isótopos de la Universidad Northwestern, señaló que los foraminíferos planctónicos no solo disminuyeron en abundancia, sino también en tamaño. “Se hacen más pequeños, y la razón más lógica es que crecieron más lentamente”, afirmó.

En cambio, los foraminíferos bentónicos mostraron cambios mucho más leves en los isótopos de calcio. Esa diferencia debilitó durante años la idea de que la acidificación oceánica fuera la causa principal de la extinción.

Chen sostuvo que la nueva explicación resuelve esa objeción. “Debido a que el CO₂ entró primero en la atmósfera, impactó las aguas superficiales y provocó la acidificación del océano antes de que pudiera alcanzar las profundidades”, dijo.

El investigador añadió que ese proceso impidió a los organismos planctónicos producir sus conchas de calcita. A la vez, el exceso de alcalinidad circuló por la columna de agua y quedó a disposición de los organismos que vivían en el fondo marino.

Lo que este episodio antiguo sugiere sobre los océanos actuales

Este trabajo es el quinto de una serie encabezada por Universidad Northwestern que relaciona grandes erupciones volcánicas, acidificación oceánica y extinciones a lo largo de más de 60 millones de años. Sageman dijo que el equipo ha observado “un patrón bastante consistente en los datos”.

Jacobson sostuvo que ese avance sitúa a los isótopos de calcio como un indicador geoquímico útil para rastrear episodios de mortalidad en el registro geológico. Los autores presentan este caso como uno de los ejemplos más claros de cómo un aumento del dióxido de carbono puede alterar la química marina y dañar a los organismos con concha.

El estudio sitúa ese episodio antiguo como una referencia para medir el alcance de cambios que hoy ya se observan en el mar. Según los investigadores, los organismos con concha que habitan en la superficie pueden figurar entre los más expuestos cuando la química oceánica cambia con rapidez.