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18 Febbraio 2020
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    L’estinzione dei dinosauri, 66 milioni di anni fa, fu causata dall’alterazione del clima terrestre innescata dalla caduta di un asteroide di circa 10 km di diametro. I risultati delle ultime ricerche smentiscono lo scenario secondo il quale ci sarebbe stato un contributo all’evento da parte dell’eruzione vulcanica dei Trappi del Deccan, che si verificò anch’essa fra il Cretaceo e il Paleocene. Ecco come è stato possibile determinarlo

    Rappresentazione artistica di un T. Rex che assiste impotente e inconsapevole alla fine del suo mondo. Crediti: Nasa

    Se c’è un’estinzione di massa che è nota a tutti – adulti e bambini – è senz’altro quella dei dinosauri, avvenuta circa 66 milioni di anni fa. Per la verità non furono solo i dinosauri a scomparire dalla scena, ma circa il 75 per cento delle specie viventi all’epoca. Questo evento è tecnicamente noto come estinzione del Cretaceo-Paleocene (o evento K/Pg). Fu proprio grazie a questo impatto che i mammiferi iniziarono la loro ascesa, occupando le nicchie ecologiche che si erano improvvisamente liberate.

    La svolta per capire la causa di questa estinzione di massa si ebbe nel 1980, in seguito alle analisi effettuate dal fisico e premio Nobel Luis Walter Alvarez su antichi sedimenti marini – databili fra 185 e 30 milioni di anni fa – affioranti nell’Appennino umbro (nei dintorni di Gubbio). Alvarez e colleghi scoprirono, infatti, la presenza di uno strato di argilla scura (databile a circa 66 milioni di anni fa), dello spessore di circa 1 cm, con una concentrazione molto elevata di iridio (circa 30 volte superiore al normale). L’iridio è un metallo siderofilo e nella crosta terrestre è rarissimo perché sprofondato, insieme al ferro, nel nucleo del nostro pianeta durante la fase di differenziazione gravitazionale. Al contrario, l’iridio è molto abbondante nelle meteoriti (e quindi negli asteroidi di cui le meteoriti sono i frammenti), dove è presente in misura mille volte superiore rispetto alla crosta terrestre. Da qui la formulazione della teoria sulla caduta di un asteroide di circa 10 km di diametro come responsabile dell’estinzione dei dinosauri: l’evento, alterando il clima terrestre, avrebbe portato all’estinzione dei meno adatti a sopravvivere. La successiva scoperta del cratere di Chicxulub – una struttura da impatto di circa 200 km di diametro, parzialmente sepolta al di sotto della penisola dello Yucatan, nel golfo del Messico – fu un’ulteriore prova a sostegno della teoria di Alvarez.

    Pur essendo le prove della caduta di un asteroide incontestabili, si riteneva che l’estinzione di massa fosse stata coadiuvata anche da un periodo molto intenso di eruzioni vulcaniche, della durata di circa 30mila anni, che immisero nell’atmosfera un’enorme quantità di ceneri e gas vulcanici (fra cui il biossido di zolfo e il biossido di carbonio), contribuendo così al rapido cambiamento climatico. Quale paleovulcano potrebbe avere alterato il clima così profondamente a livello globale? La risposta è: i Trappi del Deccan, una serie di imponenti colate stratificate fatte di basalto che si trovano nell’Altopiano del Deccan, nell’India occidentale. Si tratta di una delle regioni vulcaniche più estese della Terra, con un’età di circa 66 milioni di anni, coincidente quindi con quella dell’estinzione di massa.

    Ma i due eventi – asteroide ed eruzione – sono stati realmente coincidenti? E l’eruzione vulcanica ha avuto un ruolo nell’estinzione di massa? Ha cercato di fare chiarezza il geologo Pincelli Hull, della Yale University, in un articolo pubblicato venerdì scorso su Science. Come già detto, il problema è la risoluzione temporale degli eventi: se è troppo grossolana, è impossibile dire se l’eruzione abbia rafforzato gli effetti della caduta dell’asteroide o meno. Hull e colleghi si sono concentrati sull’emissione dei gas vulcanici, in particolare dell’anidride carbonica, che – essendo un gas serra – deve avere provocato un aumento di temperatura in coincidenza con l’eruzione. Come “termometro” il team ha prelevato carote di sedimenti marini oceanici, e ha analizzato prevalentemente le variazioni del rapporto O18/O16 (ossia il rapporto fra gli isotopi 16 e 18 dell’ossigeno), presente nei foraminiferi e nei molluschi fossili.

    Le variazioni di temperatura globali al limite K/Pg determinate con foraminiferi e molluschi fossili (Crediti: Hull et al., Science 367, 266-272, 2020)

    In natura l’ossigeno è presente in due isotopi: O16 e lO18, appunto, con il primo che costituisce il 99 per cento degli atomi. Quando nella molecola di acqua si trova l’O16, essendo più leggera di quelle che contengono l’O18, evapora più facilmente. Se il periodo è caldo, l’acqua leggera compie il suo normale ciclo di evaporazione – condensazione – pioggia e ritorna al mare, quindi il rapporto O16/O18 resta invariato. Nei periodi freddi, invece, l’acqua che evapora viene intrappolata nelle calotte polari, quindi in mare aumenta la frazione di acqua che contiene l’O18. Di conseguenza, nei periodi di temperatura più bassa si trova una maggiore quantità di acqua con l’O18 che i foraminiferi utilizzano per costruire il loro guscio di calcare che si ritrova nei fossili. Da qui la correlazione fra il rapporto O18/O16 e la temperatura dell’acqua dell’oceano. Esaminando le variazioni di O18/O16 (e anche quelle degli isotopi del carbonio C13/C12), i ricercatori hanno scoperto che c’è stato un evento di aumento della temperatura attorno ai 2 °C circa 200mila anni prima dell’evento K/Pg. Dopo un calo di temperatura in coincidenza con lo strato K/Pg, c’è stata una crescita della temperatura che ha superato 1 °C circa 600mila anni dopo l’estinzione dei dinosauri (vedi il grafico qui sopra).

    Tenendo presenti questi dati sull’andamento delle variazioni di temperatura, Hull e colleghi hanno cercato di stabilire la cronologia dell’emissione di anidride carbonica dai Trappi del Deccan. A questo scopo hanno usato un modello climatico globale e cinque diversi scenari per l’emissione dei gas vulcanici, per valutare quale scenario permettesse di ricostruire al meglio le variazioni osservate di temperatura. Dei cinque scenari considerati, solo due – eruzione prima dell’impatto, oppure eruzione in corso durante l’impatto – hanno superato questo test. Quindi, in ogni caso, la maggior parte – o almeno il 50 per cento – dei gas prodotti dai Trappi del Deccan sono stati emessi in atmosfera molto prima della caduta dell’asteroide, e non da 10mila a 60mila anni prima come si riteneva in precedenza. Chiaramente non si è verificata nessuna estinzione di massa in conseguenza dell’eruzione, altrimenti ce ne sarebbe traccia nei fossili. Di conseguenza, concludono gli autori dello studio, la caduta dell’asteroide è stata l’unica causa dell’estinzione K/Pg. Al confronto, l’eruzione dei Trappi del Deccan è stato solo un piacevole diversivo.

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