Volcanes submarinos ocultos podrían explicar la mitad de las extinciones triásicas de la Tierra.

Las extinciones masivas suelen imaginarse como catástrofes repentinas a escala planetaria, provocadas por el impacto de asteroides, supervolcanes o un cambio climático descontrolado. Si bien estos eventos dramáticos han marcado hitos cruciales en la historia de la vida, el registro geológico de la Tierra también alberga una serie de eventos de extinción menores. Estos se desarrollaron entre las "Cinco Grandes" crisis biológicas, momentos en los que los ecosistemas marinos colapsaron repetidamente sin que existiera un único desencadenante obvio que explicara su magnitud.

El Periodo Triásico (hace 252 a 201 millones de años) es un excelente ejemplo de esta pauta. A menudo se recuerda por su inicio devastador —la Extinción del Pérmico-Triásico, el evento más grave de la historia— y su final abrupto (la Extinción del Triásico-Jurásico), pero lo que sucedió en medio, el colapso intermitente de la vida marina, ha sido un enigma. ¿Qué impulsó los colapsos marinos recurrentes que salpicaron este crucial periodo geológico?

Una nueva investigación propone que las erupciones volcánicas repetidas bajo los océanos ancestrales fueron el motor de muchas de las crisis de extinción menos conocidas del Triásico. Un equipo de científicos analizó fragmentos de cuencas oceánicas desaparecidas hace mucho tiempo, ahora increíblemente conservadas en la meseta del Tíbet. Este análisis, publicado en la prestigiosa revista Geology, establece un vínculo directo entre los pulsos repetidos de vulcanismo submarino y las extinciones marinas recurrentes que tuvieron lugar entre hace aproximadamente 250 y 200 millones de años. Entender estos eventos intermedios es crucial, ya que revelan que la vida no solo ha sido moldeada por catástrofes únicas, sino también por disrupciones ambientales cíclicas y prolongadas.

Rastreando la actividad volcánica tras las extinciones del Triásico

Durante el Periodo Triásico, la configuración geográfica de nuestro planeta era radicalmente diferente a la actual. La mayor parte de la masa continental de la Tierra estaba unida en el supercontinente Pangaea. Este inmenso bloque de tierra generaba patrones climáticos extremos, marcados por vastos desiertos interiores y estaciones muy pronunciadas. Flotando entre los márgenes a la deriva de este supercontinente se encontraba un vasto sistema oceánico conocido como el Océano Tethys. Este océano no era estático, sino que estaba en constante cambio, con sus placas tectónicas en movimiento, subduciéndose y creando nuevas formaciones.

La clave del misterio de las extinciones menores del Triásico reside precisamente en la corteza oceánica del Tethys. A medida que las placas tectónicas convergieron a lo largo de millones de años, gran parte de esta corteza oceánica fue destruida o reciclada mediante subducción, hundiéndose de nuevo en el manto y dejando tras de sí únicamente fragmentos dispersos que hoy se conservan en los cinturones montañosos del mundo. Estudiar estos restos es una labor de detectives geológicos, que requiere reconstruir eventos planetarios de hace cientos de millones de años con muy pocas pistas supervivientes.

El equipo de investigación se centró específicamente en estos restos geológicos, con un énfasis particular en la Meseta Tibetana. Esta región es geológicamente única porque preserva registros inusualmente completos del cierre de los océanos Meso-Tethys y Neo-Tethys. Es, de hecho, uno de los pocos lugares en la Tierra donde aún pueden estudiarse rastros tangibles del vulcanismo oceánico que tuvo lugar durante el Triásico, ya que las inmensas fuerzas tectónicas que formaron el Himalaya y la Meseta del Tíbet atraparon y elevaron estos fragmentos oceánicos antes de que fueran completamente destruidos.

Para descifrar el calendario geológico, los investigadores emplearon la datación radiométrica de minerales robustos como el circón y la titanita. Estos métodos permitieron identificar con precisión temporal tres episodios principales de vulcanismo submarino durante el Triásico. Estos pulsos tuvieron lugar hace unos 250 a 248 millones de años; después, entre 233 y 231 millones de años; y finalmente, hace 210 a 208 millones de años. Cada uno de estos episodios no fue una simple erupción, sino que marcó la formación de lo que se conoce como una provincia ígnea grande marina, o LIP (por sus siglas en inglés, Large Igneous Province).

¿Qué son las provincias ígneas grandes (LIPs) marinas?

Las LIPs son la manifestación de un vulcanismo masivo y sostenido, que resulta en la creación de vastas mesetas volcánicas en el fondo marino. Se forman cuando el material caliente asciende desde las profundidades del manto terrestre —posiblemente debido a plumas de manto—, penetrando la corteza oceánica y derramándose en el lecho marino durante periodos de tiempo geológicamente cortos, pero extremadamente intensos, que pueden durar entre uno y cinco millones de años.

Es crucial entender que las LIPs marinas son mucho más que simples volcanes. Constituyen inmensas regiones, a menudo del tamaño de continentes pequeños, donde miles de kilómetros cúbicos de magma se extienden. En el Triásico, la formación de estas LIPs en el Tethys no solo alteró la batimetría (la forma del fondo marino), sino que inyectó cantidades gigantescas de calor y material volátil (gases y compuestos químicos) directamente en el entorno oceánico, un proceso con consecuencias catastróficas para la vida marina.

Cuando los volcanes modifican los mares y causan extinciones

Para calibrar las consecuencias biológicas de estas erupciones submarinas masivas, los investigadores compararon la cronología precisa de las formaciones LIP con los registros fósiles detallados y las pistas geoquímicas conservadas en los sedimentos marinos. El patrón fue sorprendente y consistente: al menos cuatro eventos de extinción marina ocurrieron en estrecha proximidad temporal con estos pulsos volcánicos, sugiriendo una causalidad directa entre la actividad geológica profunda y la crisis biológica superficial.

Es importante destacar que la devastación no se produjo porque la lava cubriera físicamente el lecho marino, matando la vida por calor o asfixia. La principal amenaza de las erupciones submarinas de las LIPs opera de manera indirecta, pero mucho más insidiosa. A medida que el magma caliente emergía del manto y entraba en contacto con el agua del mar, liberaba grandes volúmenes de gases de efecto invernadero (principalmente dióxido de carbono y, en menor medida, metano y dióxido de azufre) y alteraba drásticamente la química oceánica circundante.

La triple amenaza: Acidificación, calentamiento y anoxia

La inyección masiva de CO2 en la atmósfera provocó un calentamiento global significativo. Las altas temperaturas, combinadas con la lentitud de la circulación oceánica bajo el régimen de Pangaea, crearon las condiciones perfectas para la estratificación térmica. Al mismo tiempo, el CO2 disuelto en el agua de mar causó una acidificación oceánica grave, afectando a los organismos marinos que construyen caparazones y esqueletos de carbonato de calcio, como los corales, moluscos y plancton calcáreo.

Pero la cadena de destrucción no se detuvo ahí. El vulcanismo también aportó un torrente de nutrientes, especialmente hierro y fósforo, que eran cruciales para el crecimiento de organismos fotosintéticos en la superficie. El aumento de nutrientes y las temperaturas más cálidas propiciaron el crecimiento explosivo de algas (un florecimiento algal masivo). Cuando esta vasta cantidad de materia orgánica moría y se hundía, su descomposición en el fondo marino consumía cantidades gigantescas de oxígeno disuelto. El resultado fue la anoxia generalizada, es decir, la creación de grandes zonas oceánicas "muertas" donde el oxígeno era inexistente o demasiado escaso para mantener la vida marina compleja.

Estas condiciones, a menudo bajas en oxígeno y ricas en azufre de sulfuro de hidrógeno (un estado conocido como euxinia), crearon entornos inhabitables. El sulfuro de hidrógeno es tóxico incluso en pequeñas concentraciones y su presencia en grandes volúmenes es letal para la mayoría de los eucariotas marinos. Las especies con movilidad limitada, aquellas que vivían pegadas al fondo marino, o aquellas con una tolerancia muy estrecha al estrés químico, fueron especialmente vulnerables y sufrieron pérdidas catastróficas. Según los hallazgos del estudio, las provincias ígneas grandes marinas representan aproximadamente la mitad de los eventos de extinción del Triásico que poseen un desencadenante geológico identificable.

Uno de los eventos más notables relacionados con estas disrupciones es el Episodio Pluvial Carniense (EPC), que ocurrió hace unos 233 millones de años, coincidiendo perfectamente con el segundo pulso de vulcanismo identificado en el Tíbet. El EPC fue un periodo de intenso aumento de las precipitaciones globales y un cambio ambiental masivo. Aunque tradicionalmente asociado al clima, la nueva evidencia sugiere que fue la liberación de gases de efecto invernadero por las LIPs lo que impulsó los cambios climáticos extremos y, consecuentemente, las extinciones en el dominio marino, especialmente entre grupos clave como los ammonites y los conodontos.

Implicaciones para la comprensión de las extinciones en el tiempo profundo

La dificultad de rastrear las provincias ígneas grandes marinas es la razón principal por la que su influencia pudo haber sido subestimada durante tanto tiempo. A diferencia de las provincias volcánicas terrestres, que dejan cicatrices evidentes en la superficie de la corteza continental, las mesetas oceánicas son típicamente destruidas a medida que las placas tectónicas convergen y se subducen, hundiéndose de nuevo en el manto terrestre. Los únicos fragmentos que sobreviven son aquellos que han sido "aplastados" y preservados, como los restos del Océano Tethys incrustados en las cordilleras montañosas. Es un milagro geológico que estos restos en el Tíbet hayan permanecido intactos.

Esta realidad geológica lleva a una conclusión inquietante: los autores del estudio sugieren que probablemente ocurrieron muchos eventos volcánicos marinos adicionales durante el Triásico y otros periodos, pero no dejaron rastro geológico superviviente. Si esta hipótesis es correcta, la verdadera influencia de las LIPs marinas en la historia biológica de la Tierra podría ser mucho más amplia y profunda de lo que se reconoce actualmente, y podría extenderse a otras extinciones que actualmente carecen de una causa geológica clara.

Este modelo de vulcanismo submarino recurrente ofrece una poderosa explicación para muchas extinciones que históricamente han carecido de una causa obvia o un gran "asesino" inmediato. Por ejemplo, si miramos más atrás, la extinción del Ordovícico Superior, ocurrida hace unos 445 millones de años, tradicionalmente se ha vinculado a la glaciación extrema. Sin embargo, la posibilidad de que pulsos de vulcanismo en los océanos paleozoicos hayan contribuido al estrés climático y a la anoxia, incluso si la glaciación fue el factor final, es una vía de investigación que cobra fuerza al aplicar el marco conceptual desarrollado en el Triásico.

El cambio de paradigma: De la catástrofe única a la perturbación crónica

Tradicionalmente, la paleobiología ha tendido a buscar explicaciones únicas y masivas para los mayores colapsos biológicos. La extinción del Cretácico-Paleógeno (K/Pg) tiene su asteroide de Chicxulub; la extinción del Pérmico-Triásico tiene el vulcanismo siberiano. Estos son ejemplos de catástrofes singulares que reescribieron la historia de la vida en un instante geológico.

Sin embargo, el Triásico nos enseña que la vida en la Tierra también ha sido modelada por disrupciones ambientales recurrentes que se desarrollaron a lo largo de millones de años. Las LIPs marinas no son eventos puntuales, sino períodos prolongados de intensa actividad geológica que desestabilizaron repetidamente la química oceánica, imponiendo un estrés crónico sobre los ecosistemas. Las comunidades marinas nunca tuvieron tiempo suficiente para diversificarse plenamente y desarrollar resiliencia antes de ser golpeadas por el siguiente pulso volcánico.

Esta comprensión nos obliga a repensar cómo se producen las extinciones. En lugar de una simple causa y efecto, el vulcanismo submarino actuó como un amplificador del estrés. Las erupciones crearon las condiciones —acidificación, calentamiento y falta de oxígeno— que hicieron que las comunidades marinas fueran inherentemente más frágiles y susceptibles a cualquier otro cambio ambiental o perturbación menor, llevando a la repetición de colapsos biológicos a lo largo del tiempo geológico.

La vida después de la anoxia: Lecciones de recuperación ecológica

El Triásico, un periodo que comenzó tras la Gran Mortandad (la extinción Pérmico-Triásico), fue una época de lenta pero constante recuperación de la vida. Esta recuperación se vio interrumpida precisamente por estos pulsos volcánicos. Es fundamental analizar no solo lo que mata a las especies, sino también cómo y cuándo se recuperan los ecosistemas.

Los estudios sobre los fósiles microscópicos posteriores a otros eventos de extinción, como el evento de hace 444 millones de años (el fin del Ordovícico), han revelado que la recuperación del fondo marino puede ser un proceso lento y desigual. Después de que las aguas superficiales se vuelven habitables, los organismos bentónicos (los que viven en el fondo) enfrentan desafíos persistentes, como la persistencia de los sedimentos anóxicos o el agotamiento de nutrientes esenciales. La fauna que logra colonizar estos fondos marinos a menudo es pionera y de baja diversidad.

El vulcanismo triásico, al causar extinciones cíclicas, actuó como un freno constante a la diversificación. Cada vez que la vida marina comenzaba a florecer y ocupar los nichos vacíos, una nueva LIP submarina irrumpía, reiniciando el ciclo de estrés químico y anoxia. Las especies que sobrevivieron fueron aquellas que pudieron adaptarse a la movilidad y a la capacidad de soportar ambientes estresantes.

La capacidad de ciertos grupos biológicos, como los primeros peces con mandíbulas, para adaptarse a moverse más libremente en la columna de agua y evitar las zonas anóxicas del fondo, se convirtió en una ventaja evolutiva clave. Esta capacidad de adaptación, incluso bajo estrés crónico, es lo que finalmente permitió la diversificación masiva de reptiles marinos y peces teleósteos que definieron el Mesozoico. Al vincular las extinciones marinas repetidas con el vulcanismo submarino en océanos perdidos, este estudio no solo resuelve un misterio del Triásico, sino que ofrece un marco robusto para comprender la interconexión entre la geodinámica terrestre y la evolución biológica a lo largo de todo el tiempo profundo. Demuestra que, para la vida marina, el peligro no solo venía del cielo o de los supervolcanes terrestres, sino también de las inyecciones silenciosas y tóxicas provenientes de las profundidades del mar.

Fuentes

https://pubs.geoscienceworld.org/geology/article-abstract/doi/10.1130/G50993.1/620703/Repeated-marine-large-igneous-province-activity
https://www.nature.com/articles/s41561-020-00632-6
https://www.science.org/doi/10.1126/sciadv.abi4836
https://www.geolsoc.org.uk/Plate-tectonics/Chap3-Plate-Margins/Convergent/Subduction-Volcanism-and-Oceanic-Islands