jueves, 30 de noviembre de 2017

Chicxulub: el cráter de la Muerte (I)

Gubbio es una pequeña ciudad italiana de la provincia de Umbría, famosa entre los geólogos por sus afloramientos de calizas sedimentarias de origen marino, cuya disposición es óptima para el estudio de la secuencia histórica de la Tierra.

A mediados de la década de 1970, el geólogo norteamericano Walter Álvarez (hijo de Luis Álvarez, Premio Nobel de Física 1968) estaba en Gubbio estudiando las inversiones magnéticas presentes en esas calizas sedimentarias (paleomagnetismo), y tuvo oportunidad de estudiar el límite K-T que separa las épocas geológicas Cretácica (más antigua) y Terciaria (más moderna). Este límite K-T está formado por una fina capa de arcilla de 1 cm de espesor, y tiene la particularidad de que la parte cretácica colindante presenta una abundancia de grandes foraminíferos, mientras que la parte terciaria tiene foraminíferos mucho más pequeños, una especie diferente .
  • Foraminíferos: organismos marinos unicelulares con diminutos caparazones, diferentes para cada especie y observables al microscopio.
Esto indicaba una extinción repentina (en términos geológicos) de esos organismos marinos cretácicos y, para mayor intriga, se dio al mismo tiempo que la desaparición de los dinosaurios hace 65 millones de años. Este evento, en esas fechas, carecía de una explicación científica satisfactoria...y Walter Álvarez estaba decidido a encontrarla.
 Límite K-T. Crédito imagen: Milwaukee Public Museum (U.S.A.)
Iridio
En 1976, Walter Álvarez formó equipo con su padre, Luis Álvarez  (Premio Nobel de Física), el también físico, Richard Muller, y los químicos nucleares Frank Asaro y Hellen Mitchel, todos de la Universidad de California, Berkeley (U.S.A.). El primer reto era averiguar cuánto tiempo representaba la capa de arcilla del límite K-T en Gubbio, ¿unos pocos años o unos cuantos miles de años? Si esa capa de arcilla se hubiera formado en un corto período de tiempo, sería una prueba convincente de lo abrupto de esa extinción del Cretácico.

Para esto escogieron el metal iridio, muy escaso en la corteza terrestre pero más abundante en los meteoritos. La Tierra está sometida a una lluvia constante de fino polvo meteorítico, procedente del espacio exterior, que contiene iridio. Si la capa de arcilla K-T se había depositado durante unos cuantos miles de años, habría habido tiempo para que se acumulara una cantidad detectable de iridio en ella, pero si se había depositado rápidamente, en unos pocos años, el iridio estaría prácticamente ausente.
 El equipo de Berkeley. Crédito imagen: HHMI BioInteractive
En junio de 1978 llegaron los resultados de los análisis. Se esperaba alrededor de 0,1 ppb (partes por billón) de iridio si la capa de arcilla se había depositado lentamente, y prácticamente nada si se había depositado rápidamente. Pero se habían encontrado 9 ppb, es decir, 90 veces más iridio de lo esperado. ¿Esta anomalía del iridio era exclusiva de las rocas de Gubbio o se daba en las capas K-T de otras partes del mundo? Pronto descubrieron que en las calizas de los acantilados Stevens Klint de Dinamarca se encontraba la misma anomalía de iridio en su límite K-T y, poco después, sucedió lo mismo en la localidad de Caravaca (España).
  • En 1984 ya eran 66 los lugares en todo el planeta que presentaban la anomalía de iridio en su capa límite K-T. En el 2016, ascendieron a 103 los sitios que reportaron esa anomalía, incluida una muestra del fondo oceánico.
Impacto Mortal
La siguiente pregunta a responder fue: ¿de dónde provenía todo ese iridio? Dado que en la Tierra no hay una fuente natural capaz de producir ese exceso de iridio a nivel planetario, la única alternativa era que procedía de un cuerpo del espacio exterior, meteorito o cometa con núcleo sólido que tienen una relativa abundancia de ese elemento, el cual impactó contra nuestro planeta.

Como se conoce la proporción de iridio en los meteoritos y la concentración del mismo encontrada en el límite K-T, se pudo calcular cómo pudo ser ese impacto...y los resultados excedieron todo lo imaginable.

En un momento dado de hace 65 millones de años, un meteorito/cometa de unos 10 Km de diámetro (equivalente a la sección transversal de la ciudad de San Francisco) penetraba en la atmósfera terrestre a una velocidad de unos 100.000 Km/h. El aire situado delante de él, incapaz de apartarse de su trayectoria, se comprimió de forma violenta originando una inimaginable explosión sónica y calentándose a una temperatura 4 o 5 veces superior a la del Sol. Un segundo después, el cuerpo celeste impactaba contra la corteza terrestre, liberando una energía 10.000 veces superior a todo el arsenal nuclear del mundo entero.

Esto provocó un enorme terremoto de grado 11 que sacudió el planeta y, a su vez, desencadenó múltiples y gigantescas erupciones volcánicas por todos lados. 
Crédito imagen: entertainmentdesigner.com
El impacto creó un cráter de unos 200 Km de ancho y unos 40 Km de profundidad. En un instante, la masa del asteroide y cientos de millones de toneladas de roca terrestre (se calcula que fueron 23.000 Km cúbicos) alcanzaron una temperatura de 1 millón de grados y se convirtieron en vapor en un segundo. Esto originó una inmensa bola de fuego, a una temperatura mayor que la del Sol, que  atravesó la atmósfera terrestre en forma de columna gigantesca, alcanzando el espacio exterior y arrojando millones de fragmentos rocosos fundidos a gran distancia de la Tierra, antes de caer de nuevo sobre la superficie.

En su ascenso a la estratosfera, la columna de fuego se fue enfriando, condensándose de nuevo en polvo y roca, pasando de un color rojo brillante a un negro oscuro. Así mismo, perdió sustentanción y empezó a esparcirse por todo el globo terrestre, llenándolo de oscuridad por las enormes cantidades de polvo fino rocoso que contenía.

Devastación Total
Toda vida pereció instantáneamente a cientos de kilómetros de distancia del punto de impacto original por la onda expansiva y la radiación calorífica. Los fragmentos rocosos más pesados de la columna de fuego, que se enfriaba y esparcía, empezaron a caer, calentándose en el proceso. Esto, unido a los fragmentos expulsados al espacio exterior que volvían de nuevo a la superficie, formaron una lluvia de fuego sobre todo el planeta que provocó inmensos incendios forestales que arrasaron continentes enteros a miles de kilómetros de distancia.

Los millones de toneladas de hollín arrojados a la atmósfera superior por estos incendios, el polvo rocoso en suspensión de la nube del impacto y las cenizas volcánicas procedentes de las erupciones volcánicas, bloquearon la luz solar provocando una caída brusca de la temperatura en toda la Tierra durante meses, hasta que la mayor parte de estos componentes cayeron al suelo arrastrados por las lluvias.
 Crédito imagen: Damir-g-martin
Pero la tragedia estaba lejos de haberse acabado. Las altísimas temperaturas alcanzadas en el momento del impacto, y en la subsiguiente bola de fuego, descompusieron las moléculas del nitrógeno del aire, permitiendo que se combinaran con el oxígeno creando óxido nitrosos. Estos óxidos nitrosos se combinaron con el vapor de agua formando ácido nítrico (uno de los ácidos más potentes que hay), que se mezcló con la lluvia que caía matando animales y plantas y disolviendo rocas. Un proceso parecido pasó con los óxidos sulfurosos liberados por el impacto y las erupciones volcánicas, formando ácido sulfúrico que acompañó al ácido nítrico en las lluvias que caían. Lo peor de todo, es que esa terrible lluvia ácida también cayó en el mar, acidificándolo y matando a la mayoría de los organismos marinos, entre ellos los foramíníferos antes citados.

Aún queda más... La piedra caliza es muy frecuente en la corteza terrestre y está formada, en su mayor parte, por gas dióxido de carbono (CO2) soldificado. Las enormes temperaturas de este evento liberaron a la atmósfera gigantescas cantidades de CO2 (un potente gas invernadero) procedentes de la piedra caliza impactada. El dióxido de carbono se elimina lentamente del aire y allí se quedó, elevando las temperaturas hasta niveles sofocantes. Probablemente habrían de pasar miles de años antes de que el CO2 volvieran a niveles normales.

Extinción Masiva
Primero un mundo ardiente, después oscuro y helado, quemado por el ácido y el hollín, más tarde mortalmente caliente. ¿Quién pudo sobrevivir a esta cadena de tragedias? Los dinosaurios no.

Se calcula que en esta catástrofe del Cretácico perecieron el 80% de todas las especies de seres vivos, y que sólo los organismos de menos de 25 Kg pudieron sobrevivir. Esto permitió que los pequeños mamíferos, que vivían a la sombra de los enormes dinosaurios, pudieran desarrollarse sin obstáculos dando lugar, a lo largo del tiempo, al ser humano.

Continuará...


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