Tiempo geológico y extinciones masivas

4 eones de tiempos geológicos

Hay 4550 millones años, polvos de viejas gigantes estrellas constituyen la nebulosa protosolar, se giran en torno a lo que será nuestro Sol. La Tierra no está todavía constituida.
El disco que rodea el protosol se contrae y se calienta desde su nacimiento, cuando su tamaño alcanza 200 unidades astronómicas (AU), comienza a solidificarse y los átomos se adhieren entre sí para formar los granos de material. Gradualmente se establece el fenómeno de acreción que dará lugar a la formación de los planetas.
Así, granos de polvo se condensan, la gravedad aumenta, el espacio se cavar, que atrae más y más objetos, grandes y pequeños, que chocan entre sí. Con el tiempo aparece una enorme esfera cubierta de lava incandescente. En ese momento, la joven Tierra se ve como una enorme bola de roca fundida constantemente bombardeada por millones de objetos de gran tamaño más o menos que cruzan su órbita.
A lo largo de su historia, la Tierra ha dejado huellas que nos han permitido definir las épocas características marcadas por eones geológicos.
Antes de llegar al hombre, la evolución pasó por los microorganismos, los animales de esqueléticos externos en los mares, los peces, los reptiles marinos y terrestres, las plantas, los insectos, los dinosaurios, los mamíferos y los primates. Todas estas fases de la evolución están bordeadas por crisis geofísicas, climáticas y volcánicas más o menos visibles en las capas geológicas.

Hoy sabemos identificar las crisis biológicas durante los tiempos fosilíferos y vemos que todas las crisis, desde el más pequeña al más grande, ha dado lugar a pérdidas en la biodiversidad. Estas pérdidas son visibles en la curva de la biodiversidad realizada en 2005 por Robert A. Rohde & Richard A. Muller (imagen adjunta).
La Tierra es sólo a la mitad de su vida y las futuras eras geológicas son todavía muy largas.
Los tiempos geológicos se extienden de hoy, hay 4.5 mil millones años, época del nacimiento de la Tierra. Esta historia comienza con la primera de las cuatro eones geológicos, el Hadeano que duró ≈700 millones de años, y luego viene el Arcaico (≈1300 ma), el Proterozoico (≈2.000 ma) y termina con el Fanerozoico (≈540 ma).
Las eras mejor definidas están naturalmente en los últimos millones de años, la exactitud de las dataciones disminuye con la antigüedad, pero por los paleontólogos la unidad de datación más precisa es el millón de años.
Los paleontólogos estudian los restos fósiles del pasado, que se encuentran en las rocas sedimentarias, para clasificar, contar las especies fósiles desaparecidas, sino también para comprender la evolución de los seres vivos, su ambiente y fijar las épocas geológicas de nuestro planeta.
Especies viven en promedio 1 millón años, y luego desaparecen o se transforman en una otra especie. Es durante el fanerozoico que explota la biodiversidad a pesar de cinco grandes catástrofes.

Imagen: Evolución del número de géneros (conjunto de especies) durante el Fanerozoico, según un estudio realizado en 2005 por Robert A. Rohde & Richard A. Muller (Departamento de Física y Lawrence Berkeley Laboratory). La diversidad de la vida parece fluctuar durante el Fanerozoico, esta curva muestra los aparentes cambios en la biodiversidad marina a lo largo de los 542 millones años del Fanerozoico. Hay 3 eras en el Fanerozoico, la era primaria (542-250 ma), la era Mesozoica (250-65 ma) y terciario (65 ma a ahora). Estas épocas están marcadas por grandes extinciones en masa, especialmente uno que tuvo lugar allí 250 millones años y la que tuvo lugar allí 65 ma. Desde la última extinción masiva hay 65 ma, la vida nunca ha sido más diversa que hoy en día.

El Fanerozoico

La más interesante de las grandes eras geológicas para la biodiversidad es la más reciente, el Fanerozoico.
El Fanerozoico (deriva del griego phaneros, "visible" y zoon, "ser vivo") es la era de la aparición de pequeños animales, peces y plantas. Este eón cubre 542 millones años de la historia de la Tierra. De hecho, es durante el Cámbrico, el primero de los seis períodos del Paleozoico que aparecen las pequeñas conchas animales, los foraminíferos.
Los foraminíferos, altamente diversificados, son abundantes desde cientos de millones de años, lo que explica su importancia ecológica y científica. De hecho, es a través de estos fósiles del pasado que los paleontólogos cuentan las familias, géneros y especies extintas.
Aunque las especies viven en promedio un millón de años antes de desaparecer o convertirse en otra especie está contando géneros biológicos, es decir, conjuntos de especies que comparten muchos propiedades similares que los científicos pueden estimar la diversidad de la vida durante largos períodos. Se basan por esto en la primera y última aparición de los 36 380 géneros (ver nota) almacenados en la recopilación Sepkoski Compendio 2002 (colección de géneros de animales marinos recopilados por Sepkoski y sus colaboradores de la Universidad de Chicago). El Fanerozoico es el período donde la biodiversidad se ha explotado.
Al initio del fanerozoico, las masas continentales fueron agrupados en un supercontinente que los paleontólogos llaman Pangea. Pangea estaba rodeada por un vasto océano llamado Panthalassa. En el hueco de la media luna formada por Pangea era otro océano llamado Tethys.
Durante el Fanerozoico, las gigantescas fuerzas internas de la Tierra van a romper el supercontinente, Pangea en placas continentales, haciendo derivar estas placas hasta su ubicación actual. La Tierra es el único planeta que tiene una activa tectónica de placas y todo el poder se concentra en las fronteras de placas.
Las fuerzas en juego para mover una docena de placas litosféricas rígidas de 80 a 100 km de espesor, a miles de kilómetros de distancia, son considerables, y la energía liberada es a la imagen de las grandes provincias ígneas. Un gran provincia ígnea es una vasta región, una parte de un continente, compuesta de capas de basalto producidas de una expulsión volcánica colosal.

N.B.: el género biológico es un grupo de especies que comparten muchos caracteres similares. Toda especie viva o hayan vivido (animales, plantas, hongos, bacterias...) está unido a un género. Hoy se estima que hay más de 300 000 géneros.

Estas corrientes de rocas líquidas no explosivas se despachan durante decenas de miles de años, cantidades enormes de gases sospechosos al origen de las extinciones masivas del pasado.
Por ejemplo, las Traps del Decán en la gran provincia ígnea en el oeste de la India, es una pila de flujos de lava de 10 a 150 metros de espesor, la altura total de la pila llega a 2 400 m en el parte occidental. El volumen total es de 3 millones de km3, que corresponde a un espesor de lava de 6 km en la España entera. Episodios eruptivos han seguido durante cientos de miles de años hasta un millón de años para formar trampas. Para extraer esa cantidad de lava de las profundidades de la Tierra, los vulcanólogos estiman que se necesitan alrededor de 10 veces más material de roca fundida y el volumen fundido sería de 30 millones de km3, es decir, una esfera de unos 200 kilómetros de radio, dentro del manto de la Tierra. Esto da una idea de la dinámica del interior de la Tierra, la potencia del motor de convección de la tectónica de placas. Las Traps del Decán se formaron allí 60-68 millones años, lo que corresponde a la crisis del Cretácico-Terciario (KT).
Hay traps todavía más gigantescas que las Traps del Decán. Hay unos 205 millones de años, la provincia ígnea centre Atlántico de la época, cubrió un volumen total de 7 millones de km3. Estas traps se encuentran hoy en el África occidental, a lo largo de la costa este de Estados Unidos, en Guyana, Venezuela y Portugal.
Y que decir de las traps de Siberia, todavía más monstruosas, que han surgido allí 250 millones años y que corresponden a menos de un millón de años casi a la mayor crisis biológica de todos los tiempos, extinción masiva del Pérmico-Triásico. Durante la crisis del Pérmico-Triásico, 55% de las familias han desaparecido, lo que corresponde al 80% de los géneros y 95% de las especies. La extinción fue casi completa, pero la vida se ha reiniciado otra vez hasta la próxima crisis. Eras geológicas se definen por estos cambios repentinos en la evolución de la vida silvestre.
En la fluctuación de la evolución de los géneros de la biodiversidad marina (imagen adjunta), podríamos ver una cierta regularidad, una disminución de la vida con una periodicidad de unos 62 millones de años. Es tentador creer que esto no puede ser debido a la casualidad, pero los expertos no están de acuerdo sobre las causas de las pequeñas y grandes extinciones. Muchas de las causas son avanzadas, procesos astronómicos, geofísicos, sesgo observacional, todos en la frontera entre la geofísica, la evolución climática, la exhalación de un vulcanismo muy intenso, el bombardeo de meteoritos, el proceso de evolución de la vida, o una acumulación de todas estas causas en un momento "muy corto" en una escala geológica.

Imagen: La intensidad de las extinciones en masa en el Fanerozoico. Los cinco grandes desastres en la historia de la Tierra se produjo a finales del Cretácico (End K) al final del Triásico (End Tr) al final del Pérmico (End P) en el Devónico Superior (Late D) y al final del Ordovícico (End O). Crédito Imagen: GNU Free Documentación License.

Tabla : Los cinco grandes desastres en la historia reciente de la Tierra (en los últimos 540 ma). Estas cifras son probablemente sesgada, pero tienen el mérito de presentar la crisis del Pérmico-Triásico como la que fue el más devastador y la crisis del Cretácico-Terciario, la más conocida aún menos mortal. Las sucesiones de las erupciones volcánicas unos tras otros habrían tenido un impacto en la evolución de la biodiversidad, participando en las extinciones masivas?

Imagen: Eones geológicos, del Hades al Fanerozoico, últimos 540 millones años son los mejores fechados. Crédito astronoo.