El límite Cretácico-Paleógeno ( K–Pg ) , anteriormente conocido como límite Cretácico-Terciario ( K–T ) , [a] es una firma geológica , generalmente una delgada banda de roca que contiene mucho más iridio que otras bandas. El límite K–Pg marca el final del Período Cretácico , el último período de la Era Mesozoica , y marca el comienzo del Período Paleógeno , el primer período de la Era Cenozoica . Su edad generalmente se estima en 66 millones de años, [2] con datación radiométrica que arroja una edad más precisa de 66,043 ± 0,043 Ma. [3]
El límite K-Pg está asociado con el evento de extinción masiva del Cretácico-Paleógeno , que destruyó la mayoría de las especies mesozoicas del mundo, incluidos todos los dinosaurios excepto las aves . [4]
Existe evidencia sólida de que la extinción coincidió con el impacto de un gran meteorito en el cráter de Chicxulub y la teoría científica generalmente aceptada es que este impacto desencadenó el evento de extinción.
La palabra "Cretácico" deriva del latín "creta" (creta). Se abrevia con K (como en "límite K-Pg") para su traducción alemana "Kreide" (creta). [5]
En 1980, un equipo de investigadores dirigido por el físico ganador del premio Nobel Luis Álvarez , su hijo, el geólogo Walter Álvarez , y los químicos Frank Asaro y Helen Vaughn Michel descubrieron que las capas sedimentarias encontradas en todo el mundo en el límite Cretácico-Paleógeno contienen una concentración de iridio cientos de veces mayor que lo normal. Sugirieron que esta capa era evidencia de un evento de impacto que desencadenó una alteración del clima mundial y causó el evento de extinción masiva del Cretácico-Paleógeno , una extinción masiva en la que el 75% de las especies de plantas y animales en la Tierra se extinguieron repentinamente, incluidos todos los dinosaurios no aviares . [8]
Cuando se propuso originalmente, un problema con la " hipótesis de Álvarez " (como se la conoció) era que no había ningún cráter documentado que coincidiera con el evento. Esto no fue un golpe letal para la teoría; si bien el cráter resultante del impacto habría tenido más de 250 km (160 mi) de diámetro, los procesos geológicos de la Tierra ocultan o destruyen los cráteres con el tiempo. [9]
El cráter de Chicxulub es un cráter de impacto enterrado debajo de la península de Yucatán en México . [10] Su centro está ubicado cerca de la ciudad de Chicxulub , de donde recibe su nombre el cráter. [11] Se formó por un gran asteroide o cometa de unos 10 a 15 km (6,2 a 9,3 mi) de diámetro, [12] [13] el impactador de Chicxulub , que golpeó la Tierra. La fecha del impacto coincide precisamente con el límite Cretácico-Paleógeno (límite K-Pg), hace poco más de 66 millones de años. [7]
Se estima que el cráter tiene más de 150 km (93 mi) de diámetro [10] y 20 km (12 mi) de profundidad, bien dentro de la corteza continental de la región de aproximadamente 10-30 km (6,2-18,6 mi) de profundidad. Esto hace que la característica sea la segunda de las estructuras de impacto más grandes confirmadas en la Tierra , y la única cuyo anillo de pico está intacto y directamente accesible para la investigación científica. [14]
El cráter fue descubierto por Antonio Camargo y Glen Penfield, geofísicos que habían estado buscando petróleo en Yucatán a fines de la década de 1970. Penfield inicialmente no pudo obtener evidencia de que la característica geológica fuera un cráter y abandonó su búsqueda. Más tarde, a través del contacto con Alan Hildebrand en 1990, Penfield obtuvo muestras que sugirieron que era una característica de impacto. La evidencia del origen del impacto del cráter incluye cuarzo chocado , [15] una anomalía de gravedad y tectitas en las áreas circundantes.
En 2016, un proyecto de perforación científica perforó profundamente el anillo superior del cráter de impacto, a cientos de metros por debajo del fondo marino actual, para obtener muestras de núcleos de roca del propio impacto. Los descubrimientos fueron vistos ampliamente como una confirmación de las teorías actuales relacionadas tanto con el impacto del cráter como con sus efectos.
La forma y la ubicación del cráter indican otras causas de devastación además de la nube de polvo. El asteroide aterrizó justo en la costa y habría provocado tsunamis gigantescos , de los que se han encontrado pruebas en toda la costa del Caribe y el este de los Estados Unidos: arena marina en lugares que entonces estaban tierra adentro y restos de vegetación y rocas terrestres en sedimentos marinos que datan de la época del impacto. [16] [17]
El asteroide aterrizó en un lecho de anhidrita ( CaSO
4) o yeso (CaSO 4 ·2(H 2 O)), que habría expulsado grandes cantidades de trióxido de azufre SO
3que se combinó con agua para producir un aerosol de ácido sulfúrico . Esto habría reducido aún más la luz solar que llega a la superficie de la Tierra y luego, en varios días, se precipitó en todo el planeta como lluvia ácida , matando la vegetación, el plancton y los organismos que construyen conchas de carbonato de calcio ( cocolitofóridos y moluscos ). [18] [19]
Antes de 2000, los argumentos de que las erupciones basálticas de las Traps del Decán causaron la extinción solían estar vinculados a la opinión de que la extinción fue gradual, ya que se pensaba que los eventos de inundación basáltica comenzaron alrededor de 68 Ma y duraron más de 2 millones de años. Sin embargo, hay evidencia de que dos tercios de las Traps del Decán se crearon en un lapso de 1 millón de años, aproximadamente 65,5 Ma, por lo que estas erupciones habrían causado una extinción bastante rápida, posiblemente un período de miles de años, pero aún así un período más largo de lo que se esperaría de un solo evento de impacto. [20] [21]
Las Traps del Decán podrían haber provocado la extinción a través de varios mecanismos, incluida la liberación de polvo y aerosoles sulfúricos al aire que podrían haber bloqueado la luz solar y, por lo tanto, reducido la fotosíntesis en las plantas. Además, el vulcanismo de las Traps del Decán podría haber provocado emisiones de dióxido de carbono que habrían aumentado el efecto invernadero cuando el polvo y los aerosoles desaparecieron de la atmósfera. [21]
En los años en que la teoría de las Traps del Decán se relacionó con una extinción más lenta, Luis Álvarez (que murió en 1988) respondió que los paleontólogos estaban siendo engañados por la escasez de datos . Si bien su afirmación no fue bien recibida inicialmente, estudios de campo intensivos posteriores de los yacimientos de fósiles dieron peso a su afirmación. Finalmente, la mayoría de los paleontólogos comenzaron a aceptar la idea de que las extinciones masivas al final del Cretácico se debieron en gran parte o al menos en parte a un impacto masivo de la Tierra. Sin embargo, incluso Walter Álvarez ha reconocido que hubo otros cambios importantes en la Tierra incluso antes del impacto, como una caída del nivel del mar y erupciones volcánicas masivas que produjeron las Traps del Decán de la India, y que estos pueden haber contribuido a las extinciones. [22]
Varios otros cráteres también parecen haberse formado alrededor de la época del límite K-Pg. Esto sugiere la posibilidad de impactos múltiples casi simultáneos, tal vez de un objeto asteroidal fragmentado, similar al impacto del cometa Shoemaker-Levy 9 con Júpit . Entre ellos se encuentran el cráter Boltysh , un cráter de impacto de 24 km (15 mi) de diámetro en Ucrania (65,17 ± 0,64 Ma); y el cráter Silverpit , un cráter de impacto propuesto de 20 km (12 mi) de diámetro en el Mar del Norte (60-65 Ma). Cualquier otro cráter que pudiera haberse formado en el océano de Tetis habría sido oscurecido por la erosión y los eventos tectónicos como la implacable deriva hacia el norte de África y la India. [23] [24] [25]
En 2006, tres investigadores interpretaron que una estructura muy grande en el fondo marino frente a la costa oeste de la India era un cráter. [26] El cráter potencial de Shiva , de 450 a 600 km (280 a 370 mi) de diámetro, superaría sustancialmente al de Chicxulub en tamaño y se ha estimado que tiene alrededor de 66 millones de años, una edad consistente con el límite K-Pg. Un impacto en este sitio podría haber sido el evento desencadenante de las cercanas Traps del Decán. [27] Sin embargo, esta característica aún no ha sido aceptada por la comunidad geológica como un cráter de impacto y puede ser simplemente una depresión causada por la extracción de sal. [25]
Existe evidencia clara de que los niveles del mar cayeron en la etapa final del Cretácico más que en cualquier otro momento de la era Mesozoica . En algunas capas de roca de la etapa Maastrichtiana de varias partes del mundo, las últimas son terrestres; las anteriores representan líneas de costa y las más tempranas representan lechos marinos. Estas capas no muestran la inclinación y distorsión asociadas con la formación de montañas ; por lo tanto, la explicación más probable es una regresión , es decir, una acumulación de sedimentos, pero no necesariamente una caída en el nivel del mar. No existe evidencia directa de la causa de la regresión, pero la explicación que actualmente se acepta como la más probable es que las dorsales oceánicas se volvieron menos activas y, por lo tanto, se hundieron por su propio peso a medida que los sedimentos de los cinturones orogénicos elevados llenaron las cuencas estructurales. [28] [29]
Una regresión severa habría reducido en gran medida el área de la plataforma continental , que es la parte más rica en especies del mar, y por lo tanto podría haber sido suficiente para causar una extinción masiva marina . Sin embargo, la investigación concluye que este cambio habría sido insuficiente para causar el nivel observado de extinción de amonites . La regresión también habría causado cambios climáticos, en parte al alterar los vientos y las corrientes oceánicas y en parte al reducir el albedo de la Tierra y, por lo tanto, aumentar las temperaturas globales. [30]
La regresión marina también resultó en la reducción del área de mares epeíricos , como el Mar Interior Occidental de América del Norte. La reducción de estos mares alteró en gran medida los hábitats, eliminando llanuras costeras que diez millones de años antes habían albergado diversas comunidades como las que se encuentran en las rocas de la Formación Dinosaur Park . Otra consecuencia fue una expansión de los ambientes de agua dulce , ya que la escorrentía continental ahora tenía que viajar distancias más largas antes de llegar a los océanos. Si bien este cambio fue favorable para los vertebrados de agua dulce , aquellos que prefieren los ambientes marinos , como los tiburones , sufrieron. [31]
Otra causa desacreditada de la extinción de K-Pg es la radiación cósmica de una explosión de supernova cercana . Una anomalía de iridio en el límite es consistente con esta hipótesis. Sin embargo, el análisis de los sedimentos de la capa límite no encontró244
Pu , [32] un subproducto de supernova [ aclaración necesaria ] que es el isótopo de plutonio de vida más larga , con una vida media de 81 millones de años.
Un intento de vincular el vulcanismo (como las Traps del Decán) con los eventos de impacto de manera causal en la dirección opuesta a la del cráter Shiva propuesto es la llamada hipótesis de Verneshot (llamada así por Julio Verne ), que propone que el vulcanismo podría haberse vuelto tan intenso como para "lanzar" material en una trayectoria balística hacia el espacio antes de caer como un impactador. Debido a la naturaleza espectacular de este mecanismo propuesto, la comunidad científica ha reaccionado en gran medida con escepticismo a esta hipótesis.
Es posible que más de una de estas hipótesis sea una solución parcial al misterio y que haya ocurrido más de uno de estos eventos. Tanto los traps del Decán como el impacto de Chicxulub pueden haber contribuido de manera importante. Por ejemplo, la datación más reciente de los traps del Decán respalda la idea de que las rápidas tasas de erupción en los traps del Decán pueden haber sido provocadas por grandes ondas sísmicas irradiadas por el impacto. [33] [34]
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