Nuevas pistas revelan cómo fue el último día de los dinosaurios

Unas pequeñas manchas blancas puntean una sección de rocas desmenuzadas a lo largo del río Brazos, en Texas. Para un observador casual, estos granos pueden parecer trozos de arena poco destacables, pero dentro de sus formas extrañas se encuentran pistas sobre el día más catastrófico en la historia de nuestro planeta.

Hace unos 66 millones de años, un asteroide de 10 kilómetros de ancho se estrelló contra el océano frente a la costa de la península de Yucatán, en México, y creó un cráter de 110 kilómetros de ancho conocido como Chicxulub.

En un instante, la trayectoria de la vida en la Tierra cambió para siempre. El impacto provocó incendios forestales y tsunamis a lo largo de miles de kilómetros.

Luego, los cambios en el clima global (un dramático período de enfriamiento seguido de un largo período de calentamiento) provocaron la extinción de alrededor del 75% de todas las especies, incluidos los dinosaurios no aviares.

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Ahora, un estudio publicado en la revista Geology utiliza las diminutas manchas blancas encontradas en Texas, y conocidas como “lapilli”, para revelar nuevos e intrigantes detalles sobre lo que ocurrió en los minutos posteriores a ese fatídico impacto:

¿Cómo se formó el lapilli?

El asteroide golpeó con tanta fuerza la Tierra que evaporó instantáneamente un grueso lecho de rocas carbonatadas (compuestas por minerales de carbonato cálcico o de otros carbonatos, principalmente) que había debajo.

Esto generó una columna de gas a una temperatura altísima que se elevó junto con una cortina de fragmentos rocosos que salieron despedidos de la superficie.

El lapilli se formó en algún lugar de esta mezcla geológica de vapor y polvo y luego llovió sobre lo que ahora es México, Belice, Texas e incluso Nueva Jersey (en la costa nordeste de los Estados Unidos).

"Se formó esencialmente en un instante," dice Gregory Henkes, un geoquímico de la Universidad de Stony Brook, en Nueva York, y autor del nuevo estudio.

Un análisis químico reveló que los lapilli se formaron cuando las temperaturas se elevaron a unos 155 °C, indicando una zona de devastación que llegó a más de 1.600 kilómetros del centro del cráter en cuestión de minutos, según escribe el equipo en el estudio.

El lapilli también puede dar pistas sobre la cantidad de dióxido de carbono que quedó en la atmósfera tras el impacto, que acabó provocando un periodo de calentamiento global que se prolongó, según una estimación, hasta 100.000 años. Las antiguas ondas de este cambio climático en los ecosistemas de la Tierra siguen siendo relevantes hoy en día.

Los humanos estamos esencialmente "realizando nuestros propios experimentos" al bombear gases de efecto invernadero al cielo, señala Brandon Johnson, un científico planetario de la Universidad de Purdue que no formó parte del nuevo estudio. "Si podemos entender lo que pasó hace 66 millones de años, podríamos entender mejor lo que puede pasar hoy".

Lapilli: termómetros químicos

Los lapilli analizados en el nuevo estudio fueron recolectados en la década de 1990 en un pequeño afloramiento rocoso en el centro de Texas a lo largo del río Brazos. Desde entonces, estos pequeños trozos de roca han generado muchos misterios, incluyendo, en primer lugar, cómo se formaron.

Los lapilli suelen encontrarse en los depósitos de algunos tipos de erupciones volcánicas, donde crecen en los penachos de ceniza como grupos de fragmentos vidriosos que se unen con el agua. "En realidad, es algo similar a cómo podría crecer un granizo", dice Johnson.

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Los lapilli también se han encontrado alrededor de otros cráteres de impacto, pero no está tan claro si se formaron de la misma manera. El análisis de los isótopos de carbono y oxígeno en el nuevo estudio apoya un mecanismo sugerido anteriormente:

Los gases condensados de las rocas carbonatadas evaporadas pueden actuar como el pegamento de los lapilli, manteniendo unidos los pequeños fragmentos. Johnson y un colega sugirieron un mecanismo similar para la formación de lapilli en la Luna, donde el agua es escasa.

Además, los enlaces entre los isótopos pesados del carbono y el oxígeno se vuelven más escasos a mayor temperatura. Teniendo en cuenta eso y valiéndose de un método conocido como análisis de isótopos agrupados, los científicos pudieron estimar la temperatura de la nube de gas que se disipó hace millones de años, explica el primer autor del estudio, David Burtt, quien cursa un doctorado en la Universidad de Stony Brook.

Un desafío con este análisis es confirmar que los lapilli no fueron alterados más tarde, como a través del calentamiento por el entierro profundo, lo que habría modificado las temperaturas registradas.

Así que los investigadores también analizaron las conchas de carbonato de diminutos animales marinos conocidos como foraminíferos, que se encontraron no lejos del lugar del muestreo y que también datan del mismo período.

Los fuertes enlaces de los foraminíferos estaban en línea con las temperaturas esperadas de la superficie del mar a partir de ese período de tiempo, lo que sugiere que las temperaturas de los lapilli también se habían preservado.

Los resultados indican que las diminutas manchas de roca se formaron a 155 °C.

"Para la biosfera, esto es devastador", afirma el geoquímico Steven Goderis, de la Vrije Universiteit Brussel, especializado en cráteres de impacto, pero que no formó parte del equipo del estudio.

Averiguar exactamente hasta qué punto este infierno gaseoso se extendió desde el lugar del impacto es un desafío. Los investigadores han debatido durante mucho tiempo el ángulo exacto y la dirección del asteroide a medida que se estrellaba contra la superficie, lo que ayudaría a determinar las áreas que fueron más intensamente afectadas por el material expulsado.

Goderis señala que el estudio de lapilli adicional en México podría ayudar a los investigadores a entender mejor las variaciones en la propagación de las temperaturas. Pero curiosamente, dice Goderis, los lapilli no se encuentran en todas las áreas alrededor del cráter de impacto y los científicos no están seguros de por qué.

Otro factor desconocido es cuándo y en qué punto de la trayectoria de impacto se formó el lapilli, señala el geólogo David Kring, del Instituto Lunar y Planetario, que ha realizado un amplio trabajo sobre el lugar de impacto de Chicxulub. "Espero que este tipo de estudios nos lleven finalmente a ese punto", dice Kring, que no formó parte del equipo de estudio.

Chicxulub: la bola de fuego que cambió el mundo

Los modelos anteriores han sugerido que el impacto causó temperaturas atmosféricas aún más altas. Por lo tanto, las elevadas temperaturas de la formación de lapilli no son, de por sí, sorprendentes.

"La novedad es que han fijado una temperatura para un tipo de objeto concreto", afirma Kring.

Algunas estimaciones sugieren que los gases incandescentes liberados por el impacto formaron una bola de fuego expansiva que irradió tanto calor que provocó incendios forestales a una distancia de hasta 2.400 kilómetros.

Se cree que las temperaturas fueron en aumento a medida que los trozos de escombros caían a la Tierra. Según Kring, el material "atravesó la atmósfera a toda velocidad", sobrecalentó el aire e hizo arder amplias extensiones de la Tierra.

Alrededor del lugar del impacto, las temperaturas habrían sido lo suficientemente altas como para provocar la ignición espontánea de las plantas. Los escombros también rodearon el planeta, concentrándose en el lado opuesto del mundo, donde probablemente provocaron incendios similares.

Tanto Burtt como Henkes consideran que el nuevo estudio es un punto de partida. Un punto importante para futuros estudios tiene que ver con el pulso de dióxido de carbono que se liberó cuando el asteroide provocó la evaporación de una gran cantidad de roca carbonatada.

La formación de lapilli dentro de la nube de vapor absorbería parte de este dióxido de carbono y esto puede haber influido en los cambios climáticos globales en los años posteriores al impacto del asteroide.

La mezcla de emisiones del impacto (incluyendo azufre, dióxido de carbono y vapor de agua) llevó al mundo a un cambio salvaje del enfriamiento al calentamiento, colapsando redes de alimentos y enviando innumerables especies en espiral hacia la extinción.

Es importante estudiar la cantidad de estos gases que afectaron el clima para entender completamente la causa de la muerte de tantas especies, algo que los científicos aún están descubriendo, explica Johnson.

Y este aspecto de la historia no es historia antigua. "Hay un evento antropogénico a nivel de extinción que está ocurriendo en este momento", dice Henkes, refiriéndose a las dramáticas disminuciones en la biodiversidad que los humanos han causado al liberar gases de efecto invernadero, cambiando el uso de la tierra, introduciendo especies invasivas y más.

Los cambios actuales no son tan repentinos como el impacto de un asteroide, dice, pero los efectos harán eco a través de la biosfera durante milenios.