Si ritiene da tempo che l’impatto di Chicxulub abbia innescato un inverno globale 66 milioni di anni fa, che portò alla scomparsa dei dinosauri e di circa il 75% delle specie sulla Terra. Tuttavia, si discute quale effetto abbiano avuto sul clima i vari tipi di detriti espulsi dal cratere, e cosa abbia causato esattamente l’estinzione di massa rimane poco chiaro. Precedenti ricerche avevano suggerito che lo zolfo rilasciato durante l’impatto e la fuliggine degli incendi post-impatto costituissero i principali fattori determinanti di un inverno da impatto, ma la dimensione delle particelle di polvere di silicato espulse nell’atmosfera non è stata considerata un fattore importante. Secondo un nuovo studio pubblicato sulla rivista Nature Geoscience, invece, la polvere fine di silicato proveniente dalla roccia polverizzata generata dall’impatto di Chicxulub probabilmente ha svolto un ruolo dominante nel raffreddamento del clima globale e nell’interruzione della fotosintesi in seguito all’evento.
Per valutare il ruolo di zolfo, fuliggine e polvere di silicati sul clima post-impatto, Cem Berk Senel e colleghi hanno prodotto simulazioni paleoclimatiche basate su un’analisi di materiale a grana fine collocato in un deposito da impatto ben conservato da un sito nel Nord Dakota, negli Stati Uniti. Hanno scoperto che la distribuzione dimensionale dei detriti di silicato (circa 0,8–8,0 micrometri) ha rivelato un contributo di polvere fine maggiore di quanto precedentemente apprezzato. Hanno inserito la distribuzione dimensionale misurata in un modello climatico e hanno stimato che tale polvere sottile sarebbe potuta rimanere nell’atmosfera fino a 15 anni dopo l’evento, contribuendo al raffreddamento globale della superficie terrestre di 15°C. Gli autori dello studio suggeriscono che i cambiamenti indotti dalla polvere nella radiazione solare potrebbero anche aver interrotto la fotosintesi per quasi due anni dopo l’impatto.
I ricercatori suggeriscono che il ruolo di raffreddamento della polvere di silicati, insieme a fuliggine e zolfo, avrebbe bloccato la fotosintesi e sostenuto un inverno da impatto abbastanza lungo da provocare il catastrofico collasso della produttività primaria, innescando una reazione a catena di estinzioni.
“Le nostre simulazioni paleoclimatiche mostrano che le temperature globali cambiavano stagionalmente tra circa 15°C e 19°C prima dell’evento di impatto, in linea con le ultime ricostruzioni della temperatura del Cretaceo basate su proxy, nonostante un gradiente di temperatura meridionale più ampio rispetto alle temperature proxy. L’inverno da impatto del Cretaceo-Paleogene ha sconvolto catastroficamente questo clima, portando a un crollo delle temperature sia nel regno marino che in particolare in quello terrestre. La temperatura superficiale media globale è scesa di 25°C. Con magnitudo e tempi diversi, ciascun tipo di materiale espulso a grana fine provoca un raffreddamento globale prolungato nel periodo successivo all’impatto. Lo scenario dello zolfo provoca le temperature superficiali più basse, con una media globale di -3°C, seguito dallo scenario della polvere di silicato, con una media globale di circa 7°C. Le nostre simulazioni indicano che sia la polvere di zolfo che quella di silicato hanno un’influenza notevole sul forcing termico superficiale, portando a un inverno da impatto prolungato fino a circa 20 anni, in cui i primi 5-8 anni sono i più gravi”, scrivono gli autori nello studio.
Le simulazioni condotte nello studio “dimostrano un mondo post-impatto in cui la polvere di silicato rappresenta la massa espulsa più grande dopo l’impatto. Lo scenario dello zolfo mostra la deposizione più rapida con una durata atmosferica di soli 8,5 anni circa. Al contrario, sia la fuliggine che la polvere di silicati sono rimaste nell’atmosfera molto più a lungo, per circa 15 anni dopo l’impatto. Allo stesso modo, lo scenario delle emissioni combinate mostra una durata atmosferica di circa 15 anni, il che implica una condizione plausibile per l’impatto di Chicxulub. Il recupero completo dall’inverno da impatto ha richiesto ancora più tempo, con il ritorno delle condizioni di temperatura pre-impatto solo dopo circa 20 anni”, riporta lo studio.
Gli autori dello studio hanno scoperto che “l’oscurità globale e la prolungata perdita dell’attività fotosintetica del pianeta si verificano solo nello scenario della polvere di silicato, fino a quasi 1,7 anni (620 giorni) dopo l’impatto. Si tratta di un arco di tempo sufficientemente lungo da porre sfide gravi sia agli habitat terrestri che a quelli marini. I gruppi biotici che non fossero stati adattati a sopravvivere a condizioni di buio, freddo e privazione del cibo per quasi due anni avrebbero subito un’estinzione di massa. Ciò trova corrispondenza con le registrazioni paleontologiche, che mostrano che la fauna e la flora che potevano entrare in una fase dormiente (ad esempio, attraverso semi, cisti o letargo nelle tane) ed erano in grado di adattarsi a uno stile di vita generalista, non dipendente da una particolare fonte di cibo, in genere sono sopravvissuti meglio all’evento del Cretaceo-Paleogene”.
“Inoltre, il nostro scenario combinato delle emissioni mostra che il ripristino fotosintetico ai livelli pre-impatto si è verificato per la prima volta nella stagione estiva australe, circa 1,7 anni dopo l’impatto. Ciò implicherebbe un precedente recupero della produttività primaria nell’emisfero meridionale, coerente con le prove paleontologiche che suggeriscono livelli di estinzione più bassi nell’emisfero meridionale, con conseguente eterogeneità geografica nell’estinzione e nel recupero dalla catastrofe della fine del Cretaceo. Per concludere, i nostri risultati evidenziano che l’arresto fotosintetico indotto dal grande volume di polvere di silicato con granulometrie comprese tra circa 0,8 e 8,0 μm, insieme agli effetti aggiuntivi di zolfo e fuliggine, probabilmente hanno portato ad un disastroso collasso della produttività primaria nei regni terrestri e oceanici, guidando l’estinzione di massa globale”, concludono i ricercatori.
