Extinciones masivas: una perspectiva astronómica

Magíster Andrea SánchezMagíster Andrea SánchezDepartamento de Astronomía – FCDepartamento de Astronomía – FC

andrea@fisica.edu.uy

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099 212187 / 6965293099 212187 / 6965293

““BienaventuraBienaventurado el que lee, y do el que lee, y los que oyen los que oyen las palabras de las palabras de esta profecía, esta profecía, y guardan las y guardan las cosas en ellas cosas en ellas escritas; escritas; porque el porque el tiempo está tiempo está cerca.”cerca.”

Apocalipsis de San Juan c.1 v.3

Hollywood se preocupa

Extinciones MasivasCualquier incremento sustantivo en la

cantidad de extinción que sufre más de un taxón con una distribución geográfica amplia durante un corto intervalo de tiempo geológico, que resulte en un disminución temporaria de los niveles de diversidad.

Por las dudas: En Biología, un taxón (del griego ταξις, ordenamiento) es un grupo de organismos emparentados, que en una clasificación dada han sido agrupados, asignándole al grupo un nombre en latín, una descripción, y un “tipo”

Todas las historias tienen un comienzoTodas las historias tienen un comienzo

Nebulosa de Orión

El primer esquema muestra el procesocompleto desde la nube primordial a los planetas.

El segundo es una simulacióncomputacional para el sistema solar interior.

Origen del Sistema SolarOrigen del Sistema Solar

Características orbitales y físicas del

Sistema Solar

Tamaños Tamaños relativosrelativos

Distribución orbitalDistribución orbital

¿Qué debemos explicar para tener un ‘modelo estándar’ consistente?

– Cada planeta está aislado en el espacio, con distancias cada vez mayores entre sí a medida que nos alejamos del Sol;

– Órbitas casi circulares (¿interacción con el disco?);– Órbitas casi coplanares (¿disco?) salvo Plutón (KBO);– Rotación en el mismo sentido que el Sol;– Satélites que en su mayoría rotan en la misma dirección que sus planetas;– Diferenciación (terrestres y jovianos);

• ¿Qué herramientas tenemos? Remanentes de la formación que recuerdan su pasado: asteroides y cometas, que han permanecido incambiados.

Lluvia de cometas

¿Cómo influyó la temperatura?

1: Impactos

Comparación de cráteresComparación de cráteresRelación cráter, tamaño impactor, ángulo de impacto

• La Luna es un buen indicador de la tasa de impactos en la Tierra a lo largo del tiempo por la ausencia de atmósfera.

• Fuentes de proyectiles:– restos de acreción (R)

• limpieza de remanentes (-3800 Myr) • (¿La Luna y la vida?)

– cinturón de asteroides (interno (R)– cinturón de asteroides (externo) (H)– Región Júpiter - Urano (Barrera Júpiter-Saturno) (H)– KB - Nube de Oort (H)

Aspectos positivosLa Luna nos vuelve estables

Tierra: i = 23,27

Estaciones

Acople Océano – Atmósfera

Marte: estable por 5 Myr,65 < i < 25

La Tierra y la Luna

Representación del mega impacto

Sistema Tierra – LunaHOY

Aspectos positivos¿de donde provienen los océanos?

• El agua terrestre no es primordial, proviene de mayores distancias al Sol (no se condensa a 1 Unidad Astronómica).

• Fernández-Ip (1988-1996) y Brunini-Fernández (1999):

Agua en océanos:1,24 x 1024 g

ConclusiónConclusión: : los océanos se formaron con agua que los océanos se formaron con agua que llegó después de 100 - 150 millones de años desde llegó después de 100 - 150 millones de años desde la formación del Sistema Solar.la formación del Sistema Solar.

Origen cometarioLa relación D/H en tres cometas

(Halley, Hyakutake, Hale Bopp)

es casi 2 veces la del agua terrestre

(cuidado: muestra pequeña) ‘the water problem’

Meteorito descubierto en 1984 en laAntártida en la región de Alan Hills

Aspectos positivos¿ ALH 84001?

http://www.rpi.edu/dept/phys/Astro/course.html

Cráter Aristarco, Luna

Galería de impactosGalería de impactos

Se recomienda (Tierra): http://www.gearthblog.com/blog/archives/2005/10/meteor_craters.html

Cráter Meteórico Barringer, Arizona1,2 km, 49.000 años

Tesis de doctorado deTesis de doctorado de

E. ShoemakerE. Shoemaker

Marte:Marte:pérdida depérdida de

volátilesvolátiles

Se empieza a complicar:

Tunguska, 1908

Tunguska, 90 años después

¿Que pasó en Tunguska en 1908?

Júpiter:El héroe del sistema Solar, nuestro guardián en el espacio

La barrera dinámica J - S

La extinción de los dinosaurios

Aspecto ‘negativo’ de los Aspecto ‘negativo’ de los impactosimpactos (extinciones biológicas (extinciones biológicas masivas)masivas)

Evolución de los continentes

Las 5 grandes extinciones

Table: Great Marine Extinction Percentages

Name                                          Ma      Families      Genera     All Species     Land Species

Cretaceous -Tertiary (KT)        65             16                47              85               18% of vertebrate families

Triassic - Jurassic                     214             22               53               83                unclear

Permian -Triassic                     251             53                82              95                70% of land species

Late D2evonian                         364              22               57             83                little known

Ordovician – Silurian             439             25               60               85                nonexistent

 

Note that Genera and All Species % are observed, while Land Species % is estimated.

!!!

TABLE 1. STRATIGRAPHIC EVIDENCE OF IMPACT DEBRIS AT OR NEAR EXTINCTION EVENTS

(Various sources)

Age Evidence

Pliocene (2.3 Ma) Impact melt debris

Late Eocene (35 Ma) Microtektites (multiple),tektites , microspherules, shocked quartz

Cretaceous-Tertiary (65 Ma) Microtektites, tektites, shocked minerals, stishovite, Ni-rich spinels, and Ir

Jurassic-Cretaceous (143 Ma) Shocked quartz, Ir

Late Triassic (~201-214 Ma) Shocked quartz (multiple?), Ir

Late Devonian (~368-365 Ma) Microtektites (multiple), and Ir

TABLE 2. DATED IMPACT CRATERS AND ASSOCIATED EXTINCTIONS

Extinction % Species Crater Diameter (km) Age (Ma)

Late Eocene 30PopigaiChesapeake

10090

35.7±0.835.2±0.3

K-T 76ChicxulubBoltysh

18065.2±0.465.17±0.64

J-K 42MorokwengMølnirGosses Bluff

100?4022

145±0.8142.6±2.6142.5±0.8

Late Triassic 75 or 42ManicouaganRochechouart

10023

214±1214±8

Late Devonian 60SiljanRochechouart

5246

368±1~360

• Hace 65 x 106 años: extinción de organismos de más de 25 kg.

• Pruebas: • Alta concentración de Iridio en capas de esa

antigüedad (el Iridio es siderófilo, por lo tanto siguió al Fe al núcleo y habitualmente está en bajas concentraciones en la corteza)

• Ceniza (¿incendios post-impacto?)• Cráter Chicxulub de 200 km (península de Yucatán)• Granos de cuarzo debido a las altas presiones por

impacto.

Ejemplo - Límite K-TEjemplo - Límite K-T

¿Qué será ¿Qué será esta esta estructura en estructura en Gubbio, Gubbio, Italia?Italia?

Quartz

Tectitas

Cráter de Chicxulub

Para cubrir la tierra con una capa continua con esa concentración haría falta un meteorito de 10 km de diámetro;

El impacto debe de haber sido equivalente a 108 megatones de TNT, y provocado que la iluminación diurna cayese al 4 % de la actual;

Otros efectos pueden haber sido lluvia ácida, efecto invernadero, vulcanismo, incendios globales, etc.;

Límite K-T

Monte Pinatubo, 1991

Mimas, satélite de Saturno

¿Los volcanesvinculados a

impactos?

Mimas, Satélite de Saturno

Mercurio

Ejemplo - Límite P-TrEjemplo - Límite P-TrCráter por gravimetría en Antártida d=500 km !

El impacto causa ondas de tipo sísmico y vulcanismo muy activoen la actual Siberia

‘Tierra de Wilkes’

Trampas siberianas

Siberian Traps

Lawver et al. (2002)

Tipo de roca mas común: basalto, erupciones prolongadas, de años o décadasAdemás: dolerite y gabbro

Remanente de intensa y extensa actividad volcánica al N de Pangea en elP-T.

Duerman tranquilos: son solamente probabilidadesDuerman tranquilos: son solamente probabilidades