INTRODUCCIÓN

La extinción del Pérmico terminal es considerada el mayor evento de extinción en masa conocido. En torno al 90% de las especies marinas y el 70% de las familias continentales se extinguieron durante este suceso. El por qué de esta gran extinción es muy discutido actualmente y hay muchas causas posibles en las cuales los especialistas no se ponen de acuerdo.

Los datos que si podemos dictar como irrefutables se realizan a través del estudio de la roca y de sus restos fósiles. Las principales zonas de estudio se encuentran al Sur de China, en Asia menor y en África (esta última sobre la parte continental). De los datos obtenidos durante años de investigaciones podemos sacar en claro lo siguiente:

Fuertes cambios en el ciclo del carbono, concretamente una disminución del δ13C. (Grard et al, 2005)

Cambios en la producción de los Carbonatos, reduciéndose drásticamente durante el evento de extinción. (Heydari et al, 2008)

Fuerte regresión marina coincidente con el pérmico terminal. (Erwin, 1994)

Disposición de los continentes formando una Pangea dispuesta a lo largo de los 2 hemisferios.

Eventos de Anoxia generalizados (Isozaki, 1997) Glaciación seguida de una fuerte etapa calurosa. Fuerte volcanismo en partes localizadas (Siberian Traps y Volcanismo al

Sur de China)

A partir de estos datos, los autores plantean las actuales teorías. Llama la atención la existencia de un evento de extinción bastante cercano, durante el pérmico medio que pudo ser el causante de una mayor extinción durante el pérmico terminal, puesto que los organismos aun no se habrían recuperado del suceso anterior.

Las actuales teorías sobre la extinción pueden dividirse en 2 grandes grupos: Causas No Telúricas: Son las producidas por causas extraterrestres, bien

por impactos de bólidos, ciclos de Milankovitch, etc. Causas Telúricas: Son las producidas por causas inherentes en el sistema

tierra. Tales como Evento de vulcanismo, Superanoxia global de los océanos, reducción de hábitats, Cambios climáticos fuertes, etc.

De las posibles causas, nos centraremos en las causas Telúricas.

El Pérmico

Para intentar comprender los eventos de extinción masiva, debemos estudiar el entorno y el ambiente en el cual vivieron los organismos que sufrieron la extinción. Durante el Pérmico las placas continentales están dispuestas de modo que hay una gran masa continental con algunas grandes islas situadas al este de esta masa (China)

La masa continental está dispuesta a lo largo de los 2 hemisferios, y se observan 2 grandes océanos, Panthalasa que ocupa casi todo el planeta y el Paleothethys en la franja ecuatorial. La disposición de los continentes provoca varios factores climáticos importantes: Una mala circulación de las corrientes oceánicas y de las corrientes de aire, además de una escasa influencia marina hacia el interior del continente. Estos factores provocan que el clima de la época sea bastante diferente en las distintas latitudes y una gran estacionalidad.

Los organismos siguen siendo bastante dependientes del medio acuático. La mayoría son organismos marinos, aunque también hay gran cantidad de anfibios y reptiles continentales, además de plantas muy desarrolladas de porte arbóreo.

Cabe destacar que a finales del pérmico y principios del triásico, comienza a abrirse la masa continental Pangea, lo que puede ser el causante de grandes cambios, tales como fuertes volcanismos, regresiones marinas por levantamientos tectónicos, etc.

El ciclo del carbono

Durante el pérmico se producen grandes cambios en el ciclo del carbono, captados a través del estudio de los isotopos reflejados en los fósiles y rocas. En esta grafica (Grard et al., 2005) podemos observar la variación de δ13C en el entorno del evento de extinción terminal. Podemos observar un descenso bastante acentuado e intenso desde valores de 3 a -2. Estos cambios pueden ser debidos a diversos motivos: Gran cantidad de emisión de Carbono a la atmosfera y los océanos, a través de emisiones volcánicas o aporte de Carbono por grandes eventos de mortalidad.

Los datos estudiados nos reflejan 2 eventos que nos ayudan a explicar este cambio en el ciclo: La formación de la Provincia Basáltica de Siberia (Siberian Traps), así como la formación de vulcanismo masivo al Sur de China; y el gran evento de extinción masiva.

Tanto el volcanismo como el evento de extinción no pueden explicar por si solos unos cambios tan acentuados en el ciclo, es por ello, que muchos autores añaden un tercer factor que ayuda a explicarlo: La disociación de hidratos de Gas, liberando grandes cantidades de Carbono.

Regresión marina

El estudio de los diversos ambientes de formación de las rocas nos informa de un claro y rápido descenso del nivel del mar. Este suceso puede explicarse mediante la apertura de los continentes y los fuertes cambios climáticos.

Eventos de Anoxia

El estudio de los Cherts en diferentes localidades y épocas nos indica en parte las condiciones existentes durante su formación. Así en algunas localidades encontramos hematites, que sugiere unas condiciones aeróbicas durante su formación, pero según nos acercamos a el limite permo-triasico nos encontramos unos colores más oscuros y la presencia de pirita framboidal, típica de condiciones anoxias.

Volcanismo

Durante el Pérmico terminal los organismos son testigos de uno de los eventos volcánicos masivos más grandes de la historia del fanerozoico, la formación de la provincia basáltica de Siberia (Siberian Traps). El volumen estimado de estas efusiones volcánicas esta en torno a 3.3 x 106 Km3. El tiempo estimado mediante el método de U-Pb en los zircones, nos data estas emisiones volcánicas en torno a 251 y 250 millones de años, coincidiendo con la gran crisis terminal. La emisión de estas coladas basálticas es poco piroclástica y según algunos autores no es lo suficientemente grande como para causar la extinción por sí sola. Cabe destacar la formación de un episodio volcánico masivo de mayor duración, menor emisión y más piroclástico en el sur de china, que solapa con este gran episodio.

Fuertes cambios climáticos

El estudio de la paleoclimatología durante el Pérmico es bien conocido, y podemos obtener los siguientes resultados:

Observamos un fuerte enfriamiento a finales del Carbonífero y Principios del pérmico, esta etapa glaciar tiene una duración importante e intensa, pero lo que llama la atención es el brusco y rápido calentamiento global producido hasta el Pérmico terminal, dando lugar a una de las etapas más calurosas junto con la de principios del cenozoico.

(Imagen extraída de paleomap Project)

Los efectos en los Seres vivos.

El evento de extinción del pérmico es el mayor del eón fanerozoico en el cual un 90% de las especies marinas y un 70% de las familias continentales se extinguieron. En la figura de la izquierda observamos el efecto de la extinción en el número de especies existentes de organismos, y podemos comprobar una gran extinción. En la parte superior vemos en efecto de la desaparición de las especies según subimos estratigráficamente al techo del pérmico. El segundo grafico, en la parte de abajo es ligeramente menos

catastrófico y nos indica la desaparición de las especies a lo largo del tiempo absoluto y no a lo largo del espesor. (Yin et al., 2000).En este ultimo grafico, se puede observar una extinción mucho más gradual (con varios episodios), aunque sigue habiendo un fuerte episodio en torno a 251,4 Ma.

También podemos observar que hay un descenso mucho mayor en las especies marinas con respecto a las especies continentales. Por ejemplo, en la formación de Changxing al sur de china, 435 de 476 especies marinas desaparecen hacia el techo del Pérmico, lo que supone un 91% de las especies, incluyendo 98% de los ammonoideos, 85% de los bivalvos y 75% de los fusilinidos de aguas poco profundas. Cabe destacar una gran diferencia entre las extinciones de familias de la denominada fauna paleozoica de Sepkoski (compuesta por epifauna, suspensívoros, corales paleozoicos, braquiópodos articulados, crinoideos) con un 79% de las familias extintas, frente al 27% de las familias formadas por la fauna “moderna” (gasterópodos, bivalvos, equinodermos) (Erwin, 1994).Para la fauna continental, estudios en la cuenca de Karoo en Sudáfrica revelan la desaparición de 21 de 27 familias de reptiles y 6 de 9 familias de anfibios, para una media de un 75% de descenso de la diversidad de las familias. Entre los insectos, observamos la desaparición de 8 de 27 ordenes, 4 que sufren un fuerte descenso de la diversidad pero se recuperan y 3 sobreviven a duras penas hasta el triásico, lo que convierte a la extinción de finales del pérmico en la que ha inducido mayor números de cambios en la historia de la clase.

Resumiendo, la extinción de finales del pérmico es bastante selectiva, sufriendo sobretodo la fauna marina y más concretamente la epifauna.

Las Causas

A continuación vamos a proponer algunas de las posibles causas que explican el evento de extinción masiva.

Eventos de Anoxia

Con motivo de la anterior Glaciación, durante el carbonífero y principios del pérmico y también con motivo de la mala circulación oceánica, se produce una estratificación de las aguas. El posterior deshielo, facilita la mezcla de aguas, produciéndose una anoxia generalizada. También la emisión de hidratos de gas provoca eventos de anoxia del siguiente modo:

CH4 + 2O2 > CO2 + 2H2O

La época en la que se producen estos eventos parece coincidir con el evento de extinción. Estos eventos nos explican la extinción de la fauna marina, pero no la fauna continental. Actualmente, algunos autores consideran estos eventos como meramente locales (zonas de Lagoon, etc.) y no globales.

Provincialismo

La disposición de los continentes, nos explica una posible extinción, ya que esta situación continental reduce la extensión de las plataformas, que además están más expuestas (favoreciendo eventos de anoxia), aumenta la competitividad de las especies y favorece fuertes cambios climáticos. Sin embargo, durante otros supercontinentes (Rodinia y pannotia) no se producen extinciones tan masivas. (Aunque en defensa de esta teoría hay que decir que los anteriores supercontinentes, estaban más restringidos hacia uno de los hemisferios)

Grafico sacado de paleomap proyect

Glaciación

A finales del Carbonífero y a principios del Pérmico, se produce una fuerte glaciación, seguida de un fuerte calentamiento global (desde una de las épocas más frías a una de las épocas más cálidas de la historia) Estos cambios bruscos de clima en tan poco tiempo, sin duda debieron ser muy estresantes para la fauna del momento. Sin embargo estos procesos se producen en una época anterior al evento principal de extinción, aunque nos podrían explicar una extinción de menor grado, producida a mediados del Pérmico (Guadalupiense)

Grafico sacado de paleomap project

Vulcanismo

Una de las teorías mas aceptadas para la extinción del Pérmico es la del vulcanismo producido. Esta etapa de vulcanismo es una de las más intensas de la historia del Fanerozoico y además coincide de manera asombrosa con el evento de extinción del pérmico. Esta etapa de vulcanismo, conocida como la provincia basáltica de Siberia o Siberian Traps, produce emisiones volcánicas no explosivas que se calculan en 3,3 x 106 Km3 de material en tan solo 1 millón de años. Este fenómeno, provocaría un enfriamiento global de pequeña escala (por la emisión de SO2) seguido de un fuerte calentamiento global (por la emisión de CO2, H2O, etc.) procesos de lluvia acida, reducción del pH, aumento de la solubilidad de los carbonatos (dificultando la formación de arrecifes y conchas), erosión del suelo, etc. Sin embargo, este evento de vulcanismo es poco piroclástico, lo que dificulta la emisión de gases a la atmosfera y su consiguiente efecto climático. Cabe destacar un proceso volcánico producido en China, este mucho mas piroclástico y que solapa en el tiempo con el de Siberia.

Grafico sacado de Erwin, 1994

Regresión Marina

En el Grafico anterior, se puede observar una fuerte regresión marina que coincide con el límite Permo-Triasico, seguido de una fuerte transgresión marina durante el Triásico. Esta fuerte regresión pudo provocar eventos de extinción, aprovechando además la situación de los continentes. El evento de regresión fuerte y rápida, provocaría una reducción del espacio de la plataforma, que a su vez provocaría una reducción del hábitat, eventos de anoxia por mezcla de aguas y liberación de hidratos de gas por cambios en la presión y temperatura. Este evento explica la extinción preferente hacia los organismos de carácter sésil, frente a otras planctónicas o nectonicas. Sin embargo es más difícil explicar extinciones de organismos continentales que podrían verse expuestos en la subsiguiente transgresión, que destruiría los hábitats de especies cercanas a la línea de playa.

Liberación de Hidratos de Gas

Los hidratos de Gas son moléculas de gas metano encerradas en pequeñas estructuras de hielo en forma de jaula, situados en los fondos marinos, las reservas de

estos hidratos se cuantifican actualmente en más del doble de las reservas de combustible fósil conocidas. Variaciones bruscas en la presión y/o temperatura de los fondos marinos, podrían liberar estas partículas, lo que provocaría eventos catastróficos, como anoxia, cambios en el pH del agua, inhibiendo temporalmente la formación de carbonatos y un fuerte calentamiento Global. La liberación de estas partículas es debida a otras causas como las ya explicadas anteriormente o las que vienen a continuación.

Superpluma Mantélica

Recientes autores (Heydari, et al. 2008), proponen la existencia de una superpluma mantélica como el motor causante de los procesos que provocaron esta extinción. Como bien explica el grafico de abajo, podemos ver que la existencia de una

gran Pluma mantélica, podría provocar los siguientes efectos:

Fuerte vulcanismo (Siberian Traps)

Disociación de hidratos de gas

Incremento del CO2

Incremento del pH del agua y del ∂13º

Calentamiento Global Lluvia acida Erosión del suelo y

pérdida del hábitat.

Sin duda esto nos explica el motor causante de varias de las causas explicadas anteriormente, que a su vez nos da una idea de la extinción del pérmico. La duda nos viene en si la pluma mantélica fue lo suficientemente fuerte para causar una extinción tan masiva.

CONCLUSIONES

Los datos que tenemos sin duda nos explican un fuerte evento de extinción, quizás un poco exagerado por la falta de material y su extensión durante el Pérmico (un ejemplo de esto es lo que Erwin llama los taxones “Lázaro” que son taxones que desaparecen en el pérmico y luego vuelven a aparecen a mediados del Triásico. Aun así el evento de extinción es indudable y muy difícil de explicar teniendo en cuenta un solo factor. También hay que tener en cuenta que durante el Pérmico medio se produce un evento de extinción, que prepara lo que sería el mayor evento durante el Pérmico terminal.Sin duda, es necesaria una red entramada de factores que se producen conjuntamente para explicar una extinción tan masiva, algunos autores proponen la pluma mantélica como un motor causante de todos esos factores.

BIBLIOGRAFÍA

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