Un modello informatico innovativo suggerisce che l’estinzione dei dinosauri sia stata causata da attività vulcanica
Un modello informatico innovativo suggerisce che l’estinzione dei dinosauri sia stata causata da attività vulcanicaUn team di scienziati del Dartmouth College ha utilizzato un modello informatico rivoluzionario per suggerire che l’attività vulcanica, piuttosto che l’impatto di un asteroide, sia stata la causa principale dell’estinzione di massa che ha posto fine all’era dei dinosauri. Questo approccio innovativo apre nuove strade per l’indagine di altri eventi geologici.
Un nuovo approccio all’analisi dei dati fossili
Per affrontare il dibattito secolare su se un massiccio impatto di asteroide o l’attività vulcanica abbia causato l’estinzione dei dinosauri e di numerose altre specie 66 milioni di anni fa, il team del Dartmouth College ha adottato un approccio innovativo: hanno rimosso gli scienziati dal dibattito e hanno lasciato che i computer decidessero.
I ricercatori hanno sviluppato un nuovo metodo di modellazione alimentato da processori interconnessi che possono elaborare enormi quantità di dati geologici e climatici senza l’intervento umano. Hanno incaricato quasi 130 processori di analizzare il record fossile al contrario per individuare gli eventi e le condizioni che hanno portato all’evento di estinzione del Cretaceo-Paleogene (K-Pg) che ha aperto la strada all’ascesa dei mammiferi, compresi i primati che avrebbero portato agli esseri umani.
Un nuovo punto di vista sugli eventi storici
“Parte della nostra motivazione era valutare questa questione senza un’ipotesi o un pregiudizio predefinito”, ha detto Alex Cox, primo autore dello studio e studente di dottorato nel Dipartimento di Scienze della Terra del Dartmouth. “La maggior parte dei modelli procede in avanti. Abbiamo adattato un modello del ciclo del carbonio per funzionare al contrario, utilizzando l’effetto per trovare la causa attraverso le statistiche, fornendogli solo le informazioni minime necessarie mentre lavorava verso un particolare risultato.
Il modello ha elaborato più di 300.000 possibili scenari di emissioni di anidride carbonica, produzione di anidride solforosa e produttività biologica nel milione di anni prima e dopo l’estinzione K-Pg. Attraverso un tipo di apprendimento automatico noto come Markov Chain Monte Carlo, i processori hanno lavorato insieme in modo indipendente per confrontare, rivedere e ricalcolare le loro conclusioni fino a raggiungere uno scenario che corrisponde all’esito conservato nel record fossile.
Scoprire le cause dell’estinzione
Mentre l’effetto è chiaro, la causa dell’estinzione non è risolta. Le prime teorie che attribuivano l’evento alle eruzioni vulcaniche sono state eclissate dalla scoperta di un cratere d’impatto in Messico noto come Chicxulub, causato da un asteroide di dimensioni chilometriche ora ritenuto principalmente responsabile dell’evento di estinzione. Tuttavia, le teorie hanno iniziato a convergere, poiché le prove fossili suggeriscono un colpo doppio senza precedenti nella storia della Terra: l’asteroide potrebbe aver colpito un pianeta già in preda alle massicce e violentissime eruzioni dei vulcani delle Trappole del Deccan, nell’India occidentale.
Risultati del modello e impatto vulcanico
Il loro modello ha suggerito che la fuoriuscita di gas che alterano il clima dalle Trappole del Deccan da sola avrebbe potuto essere sufficiente a innescare l’estinzione globale. Le Trappole erano in eruzione da circa 300.000 anni prima dell’asteroide Chicxulub. Durante il loro quasi milione di anni di eruzioni, le Trappole del Deccan sono stimate aver pompato fino a 10,4 trilioni di tonnellate di anidride carbonica e 9,3 trilioni di tonnellate di zolfo nell’atmosfera.
Impatto dell’asteroide e contesto moderno
Il modello ha rivelato un forte calo nell’accumulo di carbonio organico nell’oceano profondo intorno al momento dell’impatto di Chicxulub, che probabilmente è risultato dall’asteroide che ha causato la scomparsa di numerose specie animali e vegetali. Tuttavia, il modello ha rilevato che non c’è stato un picco nelle emissioni di entrambi i gas in quel momento, suggerendo che il contributo dell’asteroide all’estinzione non dipendeva dalle emissioni di gas.
Conclusione: Innovazione metodologica e applicazioni future
Nel contesto moderno, Cox ha detto, la combustione di combustibili fossili dal 2000 al 2023 ha pompato circa 16 miliardi di tonnellate di anidride carbonica nell’atmosfera all’anno. Questo è 100 volte superiore al tasso di emissione annuale più alto proiettato dalle Trappole del Deccan. Tuttavia, ci vorrebbero ancora alcuni migliaia di anni per le attuali emissioni di anidride carbonica per eguagliare la quantità totale che è fuoriuscita dai vulcani antichi, ha detto Cox.
“Interconnettere i processori ha abbreviato il tempo necessario al modello per analizzare un set di dati così massiccio da mesi o anni a ore”, ha detto Cox. Il suo metodo e quello di Keller possono essere utilizzati per invertire altri modelli di sistemi terrestri, come quelli per il clima o il ciclo del carbonio, per valutare gli eventi geologici per i quali gli esiti sono ben noti ma non i fattori che vi hanno portato.
“Questo tipo di inversione parallela non è mai stata fatta nei modelli di scienze della terra prima. Il nostro metodo può essere ampliato per includere migliaia di processori, il che ci dà un campo di soluzioni molto più ampio da esplorare, ed è abbastanza resistente al pregiudizio umano”, ha detto Cox.
Riferimento: “A Bayesian inversion for emissions and export productivity across the end-Cretaceous boundary” di Alexander A. Cox e C. Brenhin Keller, 28 settembre 2023, Science. DOI: 10.1126/science.adh3875.