Extinção em Massa no Cretácico-Paleogénico: Vulcanismo para além do asteroide

Giulia Resta
geologicalthings
21 min readApr 27, 2022

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Não só no passado como também na atualidade, a natureza é alvo de inúmeras extinções de espécies. Todavia, segundo Bambach (2006), uma extinção em massa tem de ter um pico na intensidade de extinção comparado com outras extinções antes e depois. Esta extinção também tem de afetar mais do que um táxon (uma ou mais populações) disperso(s) geograficamente.

O mecanismo que causou uma das cinco maiores extinções em massa, mais especificamente, entre o Cretácico e o Paleogénico (K-Pg) é motivo de muita discussão na comunidade científica. De acordo com Bambach (2006), durante a extinção em massa no K-Pg, foi extinto um número substancial de espécies, incluindo dinossauros não-aviários, outros vertebrados, invertebrados e protistas marinhos como os foraminíferos. Bambach (2006) ao utilizar uma interpolação para extinção de género para o final do Maastrichtiano, verificou-se que a extinção foi de 40% e de para todo Maastrichtiano de 47%, contrastando com a proporção média de 10% para intervalos sem pico de extinção. As duas hipóteses mais relevantes para a extinção são o impacte de um asteroide na Terra e o episódio de vulcanismo intenso que ocorreu no planeta como as erupções dos Deccan Traps.

De acordo com (Grasby et al., 2019), as erupções de grandes províncias ígneas (large igneous provinces — LIP) são cada vez mais consideradas como a causadoras de eventos de extinção em massa durante o Fanerozoico. Como tal, há interesse em usar impressões geoquímicas de períodos de grande vulcanismo no registo sedimentar. O uso de teores de Hg sedimentar tem sido sugerido como a melhor ferramenta para atingir esse objetivo. Contudo deve se ter em consideração se os teores em Hg observados nos sedimentos são de factos provenientes de uma emissão vulcânica ou são alvo de alguma remobilização nos sedimentos.

Segundo Font et al (2016), os basaltos do Decão (Deccan Traps) são evidência de vulcanismo na região centro-oeste da Índia. A datação U-Pb do zircão intercalado nos fluxos de lava do Decão indica uma fase eruptiva principal de mais de 1 milhão de quilómetros cúbicos de basalto que começou aproximadamente 250 mil anos antes e acabou cerca de 500 mil anos após a fronteira K-Pg. Contudo, o efeito desse evento no sedimento marinho é pouco conhecido pelo facto de que a quantificação de efeitos paleoclimáticos e paleoambientais do vulcanismo e os seus impactes na contribuição desta extinção continua por acontecer, sendo importante investigar as sequências sedimentares contemporâneas ao intervalo de extinção do K-Pg de forma a compreender o timing e os mecanismos das perturbações induzidas.

Para a compreensão da influência das duas hipóteses nesse evento, foram feitos diversos estudos que utilizam os isótopos de mercúrio (Hg) devido o seu longo tempo de residência, e a sua capacidade de dispersão atmosférica (ex.: Bagnato et al., 2015; Font et al., 2016, 2021; Keller et al., 2020; Meyer et al., 2019).

Os meteoritos podem apresentar conteúdos significativos de Hg, geralmente sob a forma de HgS depois de libertação térmica à cerca de 340 ºC. Os vulcões são os maiores emissores de mercúrio elemental (Hg0) sob a forma de gás na atmosfera (Meyer et al., 2019). Concentrações anómalas de Hg na fronteira K-Pg foram reportadas no Brasil, Argentina, Dinamarca e Itália como sendo atribuídas aos Deccan Traps. Contudo, nestes casos há uma carência de associações com o carbono orgânico total (TOC) e o conteúdo de filossilicatos para determinar se o Hg corresponde aos Deccan Traps em si ou a outras fontes. Um Hg pode estar associado a matéria orgânica, podendo um valor elevado de TOC apontar para uma ressedimentação ao invés de emissão vulcânica e o estudo das frações dependente e independente da massa permite inferir a origem do Hg.

Esta monografia pretende discutir os aspetos relevantes das duas hipóteses, os seus pontos fortes e fracos e como até hoje este tema ainda é discutido sem se chegar à uma explicação definitiva.

Definição da Fronteira do K-Pg

Segundo Schulte et al (2010), a base do Daniano, ou seja, o limite K-Pg, foi formalmente delineado pela International Commission on Stratigraphy (ICS) na base da camada de argila escura comumente chamado de “argila do limite K-Pg” no afloramento do Global Boundary Stratotype Section and Point (GSSP) do Cretácico-Paleogénico em El Kef, Tunísia. É uma secção de fronteira K-Pg não perturbada e contínua que mostra a coincidência da extinção em massa do plâncton marinho (nanofósseis calcários e foraminíferos planctónicos), rutura ecológica no fundo marinho (foraminíferos bentónicos), queda no teor de carbonato e perturbação do ciclo global de carbono no nível de impacte de Chicxulub. Neste nível está presente na base da argila limite e é caracterizado por uma camada de argila vermelha com uma espessura milimétrica que inclui uma anomalia de Ir. Vários afloramentos da fronteira do K-Pg foram propostos e correlacionadas com o afloramento de El Kef, incluindo os afloramentos de Aïn Settera e Ellès (Tunísia), de Caravaca e Zumaya (Espanha), Gubbio (Itália) (fig.1), Bidart (França) (fig. 1 e 2) e, por fim, de El Mulato e Bochil (México).

Fig. 1. Localização e fotografias de campo dos afloramentos de Bidart e Gubbio. As setas indicam a base da camada limite de argila (limite formal K–Pg). Escalas: isqueiro descartável de ~8 cm (Bidart) e brocas paleomagnéticas de ∼2,5 cm de diâmetro (Gubbio) (Abrajevitch et al., 2015, p. 2).
Fig. 2. Fotografias de campo do afloramento de Bidart (Font et al., 2011, p. 2).

O Ciclo do Mercúrio

O Hg possui baixa abundância na crusta terrestre, apresenta baixa mobilidade e vem de fontes como os vulcões, combustão natural de carvões, queima de biomassa e impactes de asteroides. O tempo de residência do Hg0 de ~1 ano (Meyer et al., 2019). Este elemento é transportado globalmente a partir sua fonte (vulcanismo neste caso), e é removido da atmosfera através de oxidação por radicais para a forma Hg2+ reativo que é suscetível a ser depositado por chuva (fig. 3).

Os mecanismos responsáveis pela captura deste Hg são, geralmente, seres vivos marinhos. Sendo que as taxas de deposição de Hg são controladas através das variações na produtividade e no soterramento de matéria orgânica. Outra via é a adsorção de Hg nas argilas continentais com subsequente transporte e deposição para o regime oceânico (fig. 3).

Fig. 3. Ciclo do Mercúrio (Meyer et al., 2019, p. 3).

Os isótopos de Hg ajudam a distinguir as fontes das contribuições de mercúrio. Por exemplo, o Hg emitido por vulcões, geralmente não têm MIF (mass independent fracionation of Hg isotopes — Δ199Hg), enquanto condritos carbonosos têm assinatura de MIF (excesso de Δ199Hg). Ambos os casos apresentam MDF (mass dependent fractionation — δ202Hg), contudo, gases e particulados vulcânicos apresentam MDF de -1,74‰ ± 0,36‰ para Hg0 gasoso e -0,11‰ ± 0,18‰ para particulados de pluma, e condritos carbonosos apresentam valores bem mais negativos de -7‰ até -1‰. Uma vez emitidos na atmosfera, o Hg0 gasoso é prontamente oxidado para Hg2+ ou diretamente adsorvido pela vegetação e solos. A fotorredução aquosa de Hg2+ nas gotículas de nuvens e nas águas superficiais tornaram positivos os valores de Δ199Hg nas fontes residuais de Hg2+. Portanto, o Hg2+ atmosférico e os sedimentos ricos em Hg2+ atmosférico geralmente possuem δ202Hg próximos de 0 ou ligeiramente negativos e Δ199Hg positivos. Por outro lado, nos reservatórios terrestres, os MIF e MDF adicionais ocorrem durante o sequestro de Hg0 gasoso por plantas e solos, tornando negativos os valores de Δ199Hg e bem mais negativos os valores de δ202Hg em relação ao Hg0 atmosférico.

Deccan Traps

Segundo (Haldar, 2017), o basalto de fluxo dos Deccan Traps é uma das maiores fácies vulcânicas no mundo e cobre mais de 500 000 km2 do centro-oeste do subcontinente indiano. Os Deccan Traps são predominantemente compostos por múltiplas camadas de basalto toleítico — variedade comum de basalto é composta de labradorite, augite, hiperstena ou pigeonite, com olivina ou quartzo, e muitas vezes com vidro intersticial (Le Maiter et al., 2003). A espessura pode atingir mais de 2 km. Os basaltos sobrepõem-se progressivamente ao embasamento de norte a sul. A maioria dos fluxos tem 10 a 50 m de espessura. As erupções do Decão duraram aproximadamente 1 milhão de anos (Meyer et al., 2019).

Evidências Globais dos Deccan Traps

Fases de Erupção dos Deccan Traps

Sprain et al (2019), refere que hipótese central é de que os Deccan Traps tenham desempenhado um papel preponderante na extinção em massa é a suposição de que grandes quantidades de gases modificadores do clima (CO2, CH4 e SO2). Estudos geocronológicos anteriores sugeriram que os Deccan Traps entraram em erupção em três fases, sendo que ~80% do volume extrusivo foi da fase 2 de erupção — um pulso curto começou ~400.000 anos antes do K-Pg e terminou nesta fronteira -. A Fase 2 é frequentemente citada como a fonte da alteração ambiental do Cretácico Superior.

No estudo de Sprain et al (2019), mediu-se 19 idades 40Ar/39Ar para os Deccan Traps para complementar datações a geocronológicas anteriores com o objetivo de criar uma estrutura temporal para o vulcanismo dos Deccan Traps. Foram coletadas amostras para análise geocronológica da região de Ghats Ocidental, que é a região mais relevante para a compreensão das alterações climáticas induzidas pelos Deccan Traps, devido ao facto de ser o registo da fase eruptiva mais volumosa. A estratigrafia total da lava é chamada de Grupo Deccan, que é dividido em formações dentro dos subgrupos Kalsubai, Lonavala e Wai (em ordem crescente de tamanho). Esses limites de formações e de subgrupos surgem a partir de propriedades geoquímicas e vulcanológicas. Cada formação compreende várias unidades eruptivas geralmente efusivas (fig. 4).

Fig. 4. Resumo estratigráfico e história eruptiva dos Deccan Traps. Espessura estratigráfica de compósitos (A) e volume cumulativo (B) versus idade para formações químicas dentro do grupo vulcânico da região de Ghats Ocidental. Todas as idades são plotadas com incertezas de 1-σ (incluindo fontes sistemáticas) (Sprain et al., 2019, p. 3).

Sprain et al., (2019) acreditavam que como os fluxos de lava mais volumosos do subgrupo Wai foram colocados durante ou após o K-Pg, o maior impacte climático também deve ser esperado para este intervalo. Contrariamente a essa expectativa, os registos de proxy (fig. 5 e 6) não mostram evidências de grandes mudanças climáticas nos milhões de anos pós-KPg, para além de um pulso de arrefecimento de curta duração (meses a milénios) (2 a 4 °C) imediatamente após o K-Pg e um registo de aproximadamente 100 000 anos de aquecimento (~5 °C) após a extinção em massa. Ao invés disso, o que se vê é que as maiores alterações climáticas ocorreram antes da fronteira K-Pg, com um evento de aquecimento de ~2,5 a 5 °C por volta de 150 000 a 450 000 anos antes do K-Pg, seguido por um evento de arrefecimento de ~5°C até ao K-Pg, durante a erupção das fases de menor volume dos Deccan Traps. Os autores sugerem que os Deccan Traps não foram a causa da alteração climática do Cretácico Superior e não desempenharam um papel na extinção em massa ou que a libertação de gases modificadores do clima não está diretamente relacionada ao volume de lava em erupção, como anteriormente assumido.

No entanto, se as alterações climáticas ocorreram antes do impacte em Chicxulub não seria expectável que as emissões de gases dos Deccan Traps, por si só já tivessem uma influência no estresse de diferentes ecossistemas? Os estudos de Tobin et al (2017) descrito quanto ao papel de outros gases neste evento de extinção, contraria a conclusão de Sprain et al (2019) de que os Deccan Traps não teriam um papel na extinção em massa através das alterações climáticas.

Para além disso, este estudo utiliza a datação 40Ar/39Ar que apresenta uma margem de erro de 300 000 anos, apesar de medir diretamente a idade das lavas, ao contrário da datação U/Pb (30 000 anos de margem de erro) (E. Font, comunicação privada, 16 de fevereiro, 2022), que depende de camadas intercaladas com as lavas para realizar a datação. Também existe o facto de outros estudos terem demonstrado enriquecimento de Hg de origem vulcânica de sedimentos abaixo da lava durante e após a transição K-Pg (ex.: Font et al., 2021; Font, Adatte, Sial, de Lacerda, et al., 2016; Grasby et al., 2019).

Fig. 5. Modelo de idade Bayesiana para a secção Ambenali Ghat. Os resultados indicam uma idade interpolada de 66,03 ± 0,04 Ma para a transição Bushe-Poladpur, que é indistinguível da idade de 66,052 ± 0,008 Ma 40Ar/39Ar do K-Pg. Foi utilizado o modelo Bayesiano Baco. As incertezas de idade (elipses vermelhas) são mostradas em 2-σ e excluem fontes externas. Elevação por metros acima do nível do mar (Sprain et al., 2019, p. 4).
Fig. 6. Fluxo eruptivo e alterações climáticas. Correlação de fluxos eruptivos dos Deccan Traps com dados bentónicos δ18O (linha azul). Blocos coloridos representam fluxos eruptivos, onde a cor indica a formação conforme a fig. 5; o comprimento horizontal indica a duração aproximada e a altura é dimensionada pelo volume eruptivo calculado. As linhas vermelhas marcam os locais conhecidos dos red boles coletados. Magnetozonas para os dados de isótopos de oxigênio (Decão). As idades mostradas para as inversões K-Pg, C29r/C29n e C30n/C29r são idades de 40Ar/39Ar; T, temperatura (Sprain et al., 2019, p. 4).

Afloramento de Bidart

No estudo de Font et al (2021), foram estudados os isótopos de mercúrio, o comportamento do irídio (Ir) e outros elementos dos sedimentos do K-Pg em Bidart (sudoeste da França). Os resultados deste estudo foram que os episódios de erupções mais intensas começaram um pouco antes e englobaram a transição K-Pg podendo ter contribuído para a extinção em massa.

Ao ter em consideração o desafio que é correlacionar as idades dos fluxos de lava do Decão com as concentrações de Hg nos sedimentos marinhos, o grupo de investigação de Font escolheu Bidart, que é um dos locais com as transições K-Pg mais bem preservadas na Europa. Font et al (2016) constataram que as anomalias de Hg estão associadas a um intervalo de baixa suscetibilidade magnética logo abaixo da fronteira do K-Pg, que também contém akaganeite ((Fe3+, Ni2+)8(OH, O)16Cl1,25·nH2O) (fig. 7) que constitui outra evidência para o vulcanismo do Decão no presente intervalo sedimentar e que também pode ser observado em Gubbio (Itália) (Font et al., 2017).

Fig. 7. Microfotografias dos fragmentos de rocha de Bidart com akaganeite observados em SEM. (A) Fotografia do fragmento de rocha de PK3-A (B,C) imagem da akaganeite retroespalhada em SEM juntamente com mapas composicionais (Fe e Cl); (D) Fotografia do fragmento de rocha PK1-C6 e (E) imagem retroespalhada em SEM com mapas composicionais da akaganeite (Font et al., 2017, p. 4).

Contudo, para o artigo seguinte (Font et al., 2021) foi necessário perceber se os valores altos de Hg não derivavam de uma remobilização no sentido descendente de mercúrio associado a um episódio anóxico com infiltração de Hg nos sedimento ou se derivava de uma ressedimentação de argilas continentais.

Segundo (Font et al., 2021), o afloramento de Bidart consiste numa sucessão sedimentar hemipelágica a pelágica depositada em profundidades batiais médias altas na Bacia Basco-Cantábrica no sudoeste da França (fig. 8). O Maastrichtiano é dominado por margas e margas calcárias, enquanto os sedimentos do Daniano são compostos por camadas de calcário biogénico rosa e branco (fig. 2). O limite K-Pg é identificado no campo por uma fina camada distinta de argila cinza de 1 cm de espessura contendo a anomalia de Ir globalmente reconhecida (fig. 1 e 2).

Fig. 8. Contexto paleoambiental da Bacia Basco-Cantábrica (Font et al., 2011, p. 2).

Os resultados do estudo de Font et al (2021) (fig. 9) mostram que o conteúdo em Ir está geralmente abaixo do limite de deteção (0,40 ppb) nos sedimentos do Maastrichtiano que mudam abruptamente para valores de 3,83 e 4,15 ppb na fronteira do K-Pg. As concentrações de Ir diminuem gradualmente nos próximos 50 cm acima desta fronteira para valores abaixo de 0,60 na parte superior do Daniano inferior. Outros elementos móveis como o Zn, W e Cu comportam-se da mesma forma e não demonstram enriquecimento abaixo da fronteira do K-Pg. O enriquecimento em Hg inicia-se no Maastrichtiano superior (~75 cm abaixo da fronteira K-Pg), e conclui-se na parte abaixo do Daniano inferior (~40 cm acima da fronteira K-Pg). A ausência de qualquer anomalia de Ir logo abaixo dos sedimentos de argila da fronteira K-Pg indica uma inexistência de remobilização descendente, e o W, Zn e Cu — que são os elementos mais móveis em relação ao Hg — seguem esta mesma tendência. Conclui-se que o enriquecimento em Hg abaixo da fronteira do K-Pg em Bidart não resultou da ressedimentação e nem da remobilização, sendo necessária uma explicação alternativa para este evento.

Fig. 9. Suscetibilidade magnética (MS) de sedimentos de Bidart (Font et al., 2011) e concentrações de Hg, Ir, W, Zn e Cu (este estudo). Círculos verdes na curva de Hg (ppb) correspondem a amostras previamente relatadas por Font et al. (2016); círculos pretos correspondem a este estudo. KPg — Limite Cretácico-Paleogénico; P. hantkeninoidesPlummerita hantkeninoides; Pla(I), Pla(2) — zonas de foraminíferos planctónicos ) (Font et al., 2021, p. 2).

Na figura 10 observa-se que os sedimentos que possuem anomalias de Hg em Bidart apresentam um Δ199Hg positivo (de 0,08‰ ± 0,06‰ até 0,046‰ ± 0,00‰) e valores ligeiramente negativos de δ202Hg (de −2,01‰ ± 0,00‰ até −0,12‰ ± 0,07‰). Sendo estes valores consistentes com anomalias de Hg de origem vulcânica, enquanto o Δ199Hg positivo reflete na fotorredução do Hg2+ durante o transporte atmosférico. Os valores de δ202Hg também são consistentes com gases e particulados vulcânicos. Estes dados suportam a hipótese destas anomalias de Hg terem sido contemporâneas aos Deccan Traps. Por outro lado, ainda em Bidart, os valores de δ202Hg nos sedimentos do Daniano, acima de 50 cm da fronteira do K-Pg, contrastam com a composição do Hg isotópico do Maastrichtiano-Daniano inferior ao mostrar uma abrupta mudança para valores negativos típicos de condritos carbonosos, representando possivelmente uma remobilização do Hg do meteorito que se reposicionou no fundo oceânico após o limiar K-Pg. Portanto, os dados mostram que as concentrações de Hg antes do do limite K-Pg não se deveu a remobilização de partículas do asteroide. Em suma, este estudo revelou que as erupções dos Deccan Traps levaram ao aumento da deposição de Hg antes e durante o impacte do asteroide de Chicxulub e continuaram até o Daniano inferior. Contudo, ainda não se tem a certeza de que estas erupções consolidaram a extinção em massa no K-Pg ou se foi somente um evento aleatório sem consequências para a extinção.

Fig. 10. Teor de Hg, de fracionamento independente de massa (Δ199Hg) e dependente de massa (δ202Hg) de isótopos de Hg em Bidart. Os valores de Δ199Hg e δ202Hg são fornecidos com erro de 2σ. Valores típicos de emissões vulcânicas (gás e particulados) e meteoritos carbonáceos são de Zambardi et al. (2009) e Méier et al. (2016), respetivamente. P. hantkeninoides — Plummerita hantkeninoides; Pla(I), Pla(2) — zonas de foraminíferos planctónicos (Font et al., 2021, p.3).

Papel de Outros Gases no Evento de Extinção

Segundo Tobin et al (2017), apesar das emissões de SO2 terem efeitos significativos na atmosfera, o tempo de vida do SO2 na atmosfera é demasiado baixo para estar nos registos sedimentares. As emissões de CO2, por sua vez, apresentam um grande controlo climático sendo capazes de gerar eventos que podem ser registados nos sedimentos. Sendo que, se o tempo de residência do CO2 é superior, é expectável que os efeitos de aquecimento se mantenham milhares de anos mesmo após o fim das erupções. As estimativas para o total de CO2 libertado da sequência de erupção dos Deccan Traps são determinadas principalmente por estimativas do volume total original de lava. Abaixo está o teste para a variação da temperatura com o aumento do CO2 para determinados períodos de tempo (fig. 11). Durações eruptivas mais curtas levam a valores de pico da pressão parcial de CO2 (pCO2) e temperatura mais elevados.

Fig. 11. Teste dos efeitos da variação da duração da sequência eruptiva geral do Decão. (Tobin et al., 2017, p. 6).

De acordo com (Tobin et al., 2017), um aquecimento de 3 °C ao longo de 100 mil anos pode ser suficiente para contribuir para a extinção em massa no K-Pg, embora provavelmente não como um mecanismo de extinção direto. Ao invés disso, se o aquecimento contribui para a extinção em massa na maioria dos locais, é provável que o faça por meio de algum mecanismo de “pressão de pulso”, no qual o aquecimento “estressa” os ecossistemas, que então respondem de forma mais catastrófica ao impacte de Chicxulub.

O SO2, entretanto, pode ter implicações biológicas a partir das contaminações de solos e águas pelas suas espécies ácidas, mesmo apesar do SO2 também ser responsável por reduzir a temperatura da superfície (Schmidt et al., 2016).

Evidências do Impacte de Asteroide

Um asteroide com diâmetros iguais ou superiores a 1 km, geraria no planeta uma cratera com mais de 20 km de diâmetro. A colisão libertaria energia equivalente a 9,4 na escala de Richter, além de lançar mais de 1000 toneladas de material para a atmosfera. O impacte de Chicxulub gerou a terceira maior cratera do mundo, com 180 km de diâmetro (National Geographic, 2022).

De acordo com (Brugger et al., 2017), a modelação de alterações ambientais após o impacte de Chicxulub pode esclarecer o mecanismo para a extinção em massa no K-Pg. O impacte do asteroide que resultou na cratera de Chicxulub, produziu grandes quantidades de poeiras, aerossóis de sulfuretos e gases de efeito estufa que afetaram globalmente e a longo prazo. Sendo também relevante referir que as erupções dos Deccan Trap libertaram dióxido de enxofre e dióxido de carbono para atmosfera, o que também pode ter influenciado na extinção em massa. Dependendo do tempo de residência de aerossóis na atmosfera, a temperatura global média do ar diminui, em pelo menos, 26 ºC, com 3 a 16 anos de temperaturas de congelação e um tempo de recuperação superior a 30 anos.

A ideia inicial era que o impacte possa ter interrompido os processos de fotossíntese, contudo, estudos recentes referem que as partículas seriam demasiado pequenas para causar este tipo de fenómeno. Ao invés disso a produção de gases com sulfuretos a partir dos evaporitos da cratera de impacte é considerada uma fonte dos impactes climáticos, já que pode formar aerossóis estratosféricos que poderiam bloquear os raios solares. Deste modo, arrefeceria o planeta e dificultaria a fotossíntese. Ao sumariar os resultados de (Brugger et al., 2017), que apesar dos modelos gerados, não demostraram que o impacte foi exclusivamente responsável pela extinção em massa no final do Cretácico, a redução dramática da temperatura e a perturbação na biosfera marinha devido a alterações da circulação oceânica sugere um papel importante do impacte do asteroide no evento de extinção. Tanto o impacte em Chicxulub quanto o vulcanismo dos Deccan Traps podem ter agido em conjunto, ou para aumentar a intensidade das erupções ou como o golpe final para a biosfera já em estresse devido às erupções preexistentes. Sendo assim necessários mais estudos de modelação para compreender as interações causadas no planeta por estes dois mecanismos.

Vulcanismo Forçado pelo Impacte de Chicxulub

Richards et al (2015) referem que a camada de Ir do impacte em Chicxulub e o limite do K-Pg são essencialmente coincidentes no tempo. Também afirmam que dados históricos mostram que as erupções vulcânicas podem ser ocasionadas por sismos. A modelação para o movimento de terra devido ao impacte de Chicxulub sugere que a energia sísmica gerada com uma densidade na ordem dos 0,1–1,0 J/m3 pelos ~200 km2 do manto superior, foi suficiente para provocar erupções vulcânicas por todo o mundo. Portanto, Richards et al (2015) referem que é razoável supor que o impacte de Chicxulub pode ter desencadeado enormes fluxos de lava de Poladpur, Ambenali e Mahabaleshwar (subgrupo Wai), que juntos podem representar mais de 70% das erupções do estágio principal de Deccan Traps. De acordo com Richards et al (2015), as idades do subgrupo Wai seguem a idade da fronteira do K-Pg. De acordo com Tobin et al., (2017), o subgrupo Wai entrou em erupção durante um intervalo de tempo relativamente breve da ordem de uma a várias centenas de milhares de anos, aproximadamente, na altura da extinção em massa do K-Pg e do impacte de Chicxulub. Também sugerem que um hiato pode ter decorrido entre a erupção da Formação Bushe (subgrupo de Lonavala) e as formações do subgrupo Wai sobrejacentes, sinalizando um súbito pulso de grande produção de magma da cabeça de pluma do Decão abaixo do subcontinente indiano. Também é levantada a hipótese de que o impacte de Chicxulub pode ter levado a esse pulso, causando um aumento transitório na permeabilidade efetiva do sistema magmático do manto dentro da cabeça da pluma (fig. 12). Porém, é importante referir que o subgrupo de Lonavala carece de datação, sendo assim, a sua erupção antes do subgrupo Wai é apenas presumida. O trabalho de Tobin et al (2017) baseia-se em cálculos que mostram que as tensões dinâmicas (ondas Rayleigh) provocadas pelo impacte em Chicxulub foram provavelmente suficientes para causar erupções vulcânicas em todo o mundo.

A figura 12 ilustra a resposta do sistema continental de fluxo de basalto gerado por estresse sísmico. Repare na figura 12 o aumento significativo da permeabilidade da pluma mantélica que atinge um pico que também corresponde ao máximo de erupções após o impacte em Chicuxulub.

Contudo, para este modelo existem dúvidas quanto ao pico da erupção devido ao facto de terem utilizado medições 40Ar/39Ar que, como citado anteriormente, tem um erro de 300 000 anos (E. Font, comunicação privada, 16 de fevereiro, 2022). Tendo também dúvidas se a formação Ambenali corresponde ao pico de maior erupção já que segundo o estudo de Schoene et al (2019) ter referido a erupção das lavas da formação Poladpur como tendo se iniciado dezenas de milhares de anos antes do limite K-Pg com datações U-Pb.

Fig. 12. Linha do tempo para a resposta do sistema magmático do Decão à perturbação sísmica devido ao impacte em Chicxulub (Richards et al., 2015, p.9).

Considerações Finais

Não foi somente no K-Pg que foram reportadas extinções em massa cuja origem tenha sido um vulcanismo intenso. Aliás, As cinco maiores extinções em massa que ocorreram no Fenerozoico (Big Five) têm evidências de vulcanismo associadas (Font & Bond, 2021). Sendo que o facto que torna a extinção na transição do K-Pg mais relevante é apresentar um impacte de asteroide contemporâneo ao vulcanismo dos Deccan Traps.

Esta monografia demonstra que o estudo deste evento de extinção é alvo de incertezas dentro da comunidade científica. Nomeadamente, quanto às datações realizadas mesmo que alguns papers refiram que suas datações sejam de alta resolução (ex.: (Sprain et al., 2019)). Existe também o facto dos investigadores do movimento impactista considerar que o enriquecimento de Hg seja devido à infiltração de mercúrio nos sedimentos abaixo do limiar K-Pg do episódio anóxico provocado pelo impacte em Chicxulub ou por ressedimentação de material continental. Contudo, verificou-se em Bidart que não ocorreu remobilização dos elementos móveis como o Cu, W e Zn o que, por sua vez, põe de lado a hipótese de infiltração de Hg do episódio de anóxico. Por outro lado, os valores de TOC próximos de zero demonstram que o Hg não veio da matéria orgânica continental, mas provavelmente da atmosfera.

Em suma, apesar de não se ter garantias acerca do mecanismo que gerou a extinção em massa no limiar K-Pg, é possível que o vulcanismo intenso no Decão tenha gerado por si só estresse suficiente nos ecossistemas a ponto do impacte do asteroide ter sido o golpe final para várias espécies, incluindo os dinossauros não-aviários.

Uma sugestão para estudos futuros é a elaboração de um quadro com as diversas datações feitas por diferentes autores e técnicas para os sedimentos associados aos Deccan Traps. Também seria útil exercícios de reprodutibilidade e repetibilidade de forma a garantir que os métodos utilizados são adequados e que os técnicos são rigorosos, respetivamente. Desta forma, é possível existir maior consenso entre os dados de diferentes estudos para elaborar melhor a relação ou ausência desta entre as erupções dos Deccan Traps com os sedimentos entre o Maastrichtiano e o Daniano, por exemplo.

Agradecimentos

Agradeço ao Professor Doutor Eric Font pelo esclarecimento de dúvidas e pelas sugestões de artigos.

Referências

Abrajevitch, A., Font, E., Florindo, F., & Roberts, A. P. (2015). Asteroid impact vs. Deccan eruptions: The origin of low magnetic susceptibility beds below the Cretaceous-Paleogene boundary revisited. Earth and Planetary Science Letters, 430, 209–223. https://doi.org/10.1016/j.epsl.2015.08.022

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by. G. Resta

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Giulia Resta
geologicalthings

I do not sing in the shower, I travel through time and space.