¿Oscuro durante 2 años después del asteroide que mata dinosaurios?

Concepto artístico de un asteroide que impacta la Tierra. Imagen vía NASA y NCAR / UCAR.

Los investigadores dicen que han usado un modelo de computadora de clase mundial para aprender que la Tierra se hundió en la oscuridad durante casi dos años, luego de un impacto de asteroide hace 66 millones de años, al final del Período Cretáceo de la Tierra. El Centro Nacional de Investigación Atmosférica (NCAR) dirigió el estudio, con el apoyo de la NASA y la Universidad de Colorado Boulder. Una declaración del 21 de agosto de 2017 de NCAR / UCAR, escrita por Laura Snider (@lauracsnider), dijo:

Esto habría cerrado la fotosíntesis, enfriado drásticamente el planeta y contribuido a la extinción masiva que marcó el final de la era de los dinosaurios.

Los detalles del estudio se publicaron el 21 de agosto en la revista revisada por pares Proceedings of the National Academy of Sciences .

Se cree que más de las tres cuartas partes de todas las especies en la Tierra, incluidos todos los dinosaurios no aviarios, desaparecieron en el límite de los períodos Cretácico-Paleógeno, un evento conocido como la extinción K-Pg.

La evidencia sugiere que la extinción ocurrió al mismo tiempo que un gran asteroide golpeó la Tierra en lo que ahora es la península de Yucatán. La colisión habría provocado terremotos, tsunamis e incluso erupciones volcánicas.

Badlands cerca de Drumheller, Alberta, donde la erosión ha expuesto el límite de K-Pg. Imagen vía Wikimedia Commons.

Los científicos también calculan que la fuerza del impacto habría lanzado roca vaporizada muy por encima de la superficie de la Tierra, donde se habría condensado en pequeñas partículas conocidas como esférulas. A medida que las esférulas volvían a caer a la Tierra, se habrían calentado por fricción a temperaturas lo suficientemente altas como para provocar incendios mundiales y asar la superficie de la Tierra. Se puede encontrar una capa delgada de esférulas en todo el mundo en el registro geológico.

El científico del NCAR Charles Bardeen, quien dirigió el estudio, dijo:

La extinción de muchos de los animales grandes en tierra podría haber sido causada por las secuelas inmediatas del impacto, pero los animales que vivían en los océanos o aquellos que podían enterrarse bajo tierra o deslizarse bajo el agua temporalmente podrían haber sobrevivido.

Nuestro estudio retoma la historia después de los efectos iniciales, después de los terremotos, los tsunamis y el asado. Queríamos ver las consecuencias a largo plazo de la cantidad de hollín que creemos que se creó y lo que esas consecuencias podrían haber significado para los animales que quedaron.

En estudios anteriores, los investigadores han estimado la cantidad de hollín que podrían haber producido los incendios forestales mundiales midiendo los depósitos de hollín aún conservados en el registro geológico. Para el nuevo estudio, Bardeen y sus colegas utilizaron el Modelo de Sistema Terrestre Comunitario (CESM) basado en NCAR para simular el efecto del hollín en el clima global en el futuro. Utilizaron las estimaciones más recientes de la cantidad de hollín fino encontrado en la capa de roca que quedó después del impacto (15, 000 millones de toneladas), así como cantidades más grandes y más pequeñas, para cuantificar la sensibilidad del clima a incendios más o menos extensos.

En las simulaciones, el hollín calentado por el sol se elevó más y más a la atmósfera, formando una barrera global que impidió que la gran mayoría de la luz solar llegara a la superficie de la Tierra. Brian Toon, de la Universidad de Colorado en Boulder, coautor del estudio, dijo:

Al principio habría sido casi tan oscuro como una noche de luna.

Si bien el cielo se habría iluminado gradualmente, la fotosíntesis habría sido imposible durante más de un año y medio, según las simulaciones. Debido a que muchas de las plantas en tierra ya habrían sido incineradas en los incendios, la oscuridad probablemente habría tenido su mayor impacto en el fitoplancton, que sustenta la cadena alimenticia del océano. La pérdida de estos pequeños organismos habría tenido un efecto dominó a través del océano, devastando muchas especies de vida marina.

El equipo de investigación también descubrió que la fotosíntesis se habría bloqueado temporalmente incluso a niveles mucho más bajos de hollín. Por ejemplo, en una simulación usando solo 5, 000 millones de toneladas de hollín, aproximadamente un tercio de la mejor estimación de las mediciones, la fotosíntesis aún habría sido imposible durante todo un año.

En las simulaciones, la pérdida de luz solar causó una fuerte disminución de las temperaturas promedio en la superficie de la Tierra, con una caída de 50 grados Fahrenheit (28 grados Celsius) sobre la tierra y 20 grados Fahrenheit (11 grados Celsius) sobre los océanos.

Mientras que la superficie de la Tierra se enfrió en los escenarios de estudio, la atmósfera más alta en la estratosfera en realidad se volvió mucho más cálida a medida que el hollín absorbía la luz del Sol. Las temperaturas más cálidas causaron la destrucción del ozono y permitieron almacenar grandes cantidades de vapor de agua en la atmósfera superior. El vapor de agua reaccionó químicamente en la estratosfera para producir compuestos de hidrógeno que condujeron a una mayor destrucción del ozono. La pérdida de ozono resultante habría permitido que dosis dañinas de luz ultravioleta llegaran a la superficie de la Tierra después de que se despejara el hollín.

El gran depósito de agua en la atmósfera superior formado en las simulaciones también hizo que la capa de hollín que bloqueaba la luz solar se eliminara abruptamente después de permanecer durante años, un hallazgo que sorprendió al equipo de investigación. Cuando el hollín comenzó a asentarse fuera de la estratosfera, el aire comenzó a enfriarse. Este enfriamiento, a su vez, hizo que el vapor de agua se condensara en partículas de hielo, lo que eliminó aún más hollín de la atmósfera. Como resultado de este ciclo de retroalimentación enfriamiento que causó precipitación que causó más enfriamiento la capa de hollín que se diluía desapareció en solo unos pocos meses.

Si bien los científicos piensan que el nuevo estudio ofrece una imagen sólida de cómo las grandes inyecciones de hollín en la atmósfera pueden afectar el clima, también advierten que el estudio tiene limitaciones.

Por ejemplo, las simulaciones se ejecutaron en un modelo de la Tierra moderna, no en un modelo que representa el aspecto de la Tierra durante el período Cretácico, cuando los continentes se encontraban en ubicaciones ligeramente diferentes. La atmósfera hace 66 millones de años también contenía concentraciones algo diferentes de gases, incluidos niveles más altos de dióxido de carbono.

Además, las simulaciones no intentaron explicar las erupciones volcánicas o el azufre liberado de la corteza terrestre en el sitio del impacto del asteroide, lo que habría resultado en un aumento de los aerosoles de sulfato que reflejan la luz en la atmósfera.

Lea más sobre este estudio de NCAR / UCAR

En pocas palabras: un equipo dirigido por investigadores del Centro Nacional de Investigación Atmosférica utilizó el modelado por computadora para saber que la Tierra se hundió en la oscuridad durante casi dos años, después del ataque masivo de asteroides que terminó con la edad de los dinosaurios, hace 66 millones de años.