As extinções em massa são periódicas? E nós somos devidos para um?
Uma grande massa em movimento rápido que atinge a Terra certamente seria capaz de causar um evento de extinção em massa. No entanto, tal teoria exigiria fortes evidências de impactos periódicos, que a Terra parece não ter. Crédito da imagem: Don Davis / NASA.
65 milhões de anos, um impacto eliminou 30% de toda a vida na Terra. Poderia outro ser iminente?
O que pode ser afirmado sem provas, pode ser rejeitado sem provas. – Christopher Hitchens
65 milhões de anos atrás, um asteróide maciço, talvez de cinco a dez quilômetros de diâmetro, atingiu a Terra a velocidades superiores a 20.000 milhas por hora. Após essa colisão catastrófica, os gigantes gigantes conhecidos como dinossauros, que dominaram a superfície da Terra por mais de 100 milhões de anos, foram exterminados. De fato, cerca de 30% de todas as espécies atualmente existentes na Terra na época foram exterminadas. Esta não foi a primeira vez que a Terra foi atingida por um objeto tão catastrófico e, dado o que está por aí, provavelmente não será a última. Uma ideia que vem sendo considerada há algum tempo é que esses eventos são realmente periódicos, causados pelo movimento do Sol pela galáxia. Se for esse o caso, devemos ser capazes de prever quando o próximo está chegando e se estamos vivendo em um momento de risco severamente aumentado.
Ser atingido por um pedaço gigante de detritos espaciais em movimento rápido é sempre um perigo, mas o perigo era maior nos primeiros dias do Sistema Solar. Crédito da imagem: NASA / GSFC, BENNU'S JOURNEY — Heavy Bombardment.
Sempre existe o perigo de uma extinção em massa, mas a chave é quantificar esse perigo com precisão. As ameaças de extinção em nosso Sistema Solar – de bombardeio cósmico – geralmente vêm de duas fontes: o cinturão de asteróides entre Marte e Júpiter, e o cinturão de Kuiper e a nuvem de Oort além da órbita de Netuno. Para o cinturão de asteróides, a origem suspeita (mas não certa) do assassino de dinossauros, nossas chances de ser atingido por um objeto grande diminuem significativamente ao longo do tempo. Há uma boa razão para isso: a quantidade de material entre Marte e Júpiter se esgota com o tempo, sem nenhum mecanismo para reabastecê-lo. Podemos entender isso observando algumas coisas: sistemas solares jovens, modelos iniciais de nosso próprio sistema solar e a maioria dos mundos sem ar sem geologias particularmente ativas: a Lua, Mercúrio e a maioria das luas de Júpiter e Saturno.
As imagens de alta resolução de toda a superfície lunar foram obtidas recentemente pelo Lunar Reconnaissance Orbiter. Os maria (as regiões mais jovens e mais escuras) são claramente menos cheios de crateras que as terras altas lunares. Crédito da imagem: NASA/GSFC/Arizona State University (compilado por I. Antonenko).
A história dos impactos em nosso Sistema Solar está literalmente escrita nas faces de mundos como a Lua. Onde estão os planaltos lunares – os pontos mais claros – podemos ver uma longa história de crateras pesadas, que remontam aos primeiros dias do Sistema Solar: mais de 4 bilhões de anos atrás. Existem muitas crateras grandes com crateras cada vez menores dentro: evidência de que houve um nível incrivelmente alto de atividade de impacto no início. No entanto, se você olhar para as regiões escuras (a maria lunar), poderá ver muito menos crateras no interior. A datação radiométrica mostra que a maioria dessas áreas tem entre 3 e 3,5 bilhões de anos, e mesmo isso é diferente o suficiente para que a quantidade de crateras seja muito menor. As regiões mais jovens, encontradas em Oceano de Tempestades (a maior égua da lua), têm apenas 1,2 bilhão de anos e são as menos crateradas.
A grande bacia mostrada aqui, Oceanus Procellorum, é a maior e também uma das mais jovens de todas as marias lunares, como evidenciado pelo fato de ser uma das menos crateradas. Crédito da imagem: NASA / JPL / nave espacial Galileo.
A partir dessa evidência, podemos inferir que o cinturão de asteróides está ficando cada vez mais esparso ao longo do tempo, à medida que a taxa de crateras diminui. A principal escola de pensamento é que ainda não a alcançamos, mas em algum momento nos próximos bilhões de anos, a Terra deve experimentar seu último grande ataque de asteroide e, se ainda houver vida no mundo, a última extinção em massa evento decorrente de tal catástrofe. O cinturão de asteróides representa menos perigo hoje do que no passado.
Mas a nuvem de Oort e o cinturão de Kuiper são histórias diferentes.
O cinturão de Kuiper é a localização do maior número de objetos conhecidos no Sistema Solar, mas a nuvem de Oort, mais fraca e mais distante, não apenas contém muito mais, mas é mais provável que seja perturbada por uma massa passageira como outra estrela. Crédito da imagem: NASA e William Crochot.
Além de Netuno, no Sistema Solar externo, há um tremendo potencial para uma catástrofe. Centenas de milhares - se não milhões - de grandes pedaços de gelo e rocha aguardam em uma órbita tênue ao redor do nosso Sol, onde uma massa passageira (como Netuno, outro objeto do cinturão de Kuiper/nuvem de Oort ou uma estrela/planeta que passa) tem o potencial de desestabilizá-lo gravitacionalmente. A ruptura pode ter vários resultados, mas um deles é lançá-lo para o interior do Sistema Solar, onde pode chegar como um cometa brilhante, mas onde também pode colidir com o nosso mundo.
A cada 31 milhões de anos, aproximadamente, o Sol se move através do plano galáctico, cruzando a região de maior densidade em termos de latitude galáctica. Crédito da imagem: NASA/JPL-Caltech/R. Hurt (da ilustração da galáxia principal), modificado pelo usuário do Wikimedia Commons Cmglee.
As interações com Netuno ou outros objetos no cinturão de Kuiper/nuvem de Oort são aleatórias e independentes de qualquer outra coisa que esteja acontecendo em nossa galáxia, mas é possível que a passagem por uma região rica em estrelas - como o disco galáctico ou um de nossos braços espirais – poderia aumentar as chances de uma tempestade de cometas e a chance de um cometa atingir a Terra. À medida que o Sol se move pela Via Láctea, há uma peculiaridade interessante de sua órbita: aproximadamente uma vez a cada 31 milhões de anos, ele passa pelo plano galáctico. Isso é apenas mecânica orbital, pois o Sol e todas as estrelas seguem caminhos elípticos ao redor do centro galáctico. Mas algumas pessoas alegaram que há evidências de extinções periódicas nessa mesma escala de tempo, o que pode sugerir que essas extinções são desencadeadas por uma tempestade de cometas a cada 31 milhões de anos.
A porcentagem de espécies que foram extintas durante uma variedade de intervalos de tempo. A maior extinção conhecida é o limite Permiano-Triássico, cerca de 250 milhões de anos atrás, cuja causa ainda é desconhecida. Crédito da imagem: usuário do Wikimedia Commons Smith609, com dados de Raup & Smith (1982) e Rohde e Muller (2005).
Isso é plausível? A resposta pode ser encontrada nos dados. Podemos olhar para os principais eventos de extinção na Terra, conforme evidenciado pelo registro fóssil. O método que podemos usar é contar o número de gêneros (um passo mais genérico do que espécies na forma como classificamos os seres vivos; para os seres humanos, o homo in homo sapiens é nosso gênero) existentes em um determinado momento. Podemos fazer isso retrocedendo mais de 500 milhões de anos no tempo, graças às evidências encontradas em rochas sedimentares, permitindo-nos ver qual porcentagem existiu e também morreu em um determinado intervalo.
Podemos então procurar padrões nesses eventos de extinção. A maneira mais fácil de fazer isso, quantitativamente, é fazer a transformada de Fourier desses ciclos e ver onde (se houver) os padrões emergem. Se víssemos eventos de extinção em massa a cada 100 milhões de anos, por exemplo, onde houvesse uma grande queda no número de gêneros com esse período exato todas as vezes, então a transformada de Fourier mostraria um grande pico na frequência de 1/(100 milhões anos). Então, vamos direto ao assunto: o que os dados de extinção mostram?
Uma medida de biodiversidade e mudanças no número de gêneros que existem em um determinado momento, para identificar os eventos de extinção mais importantes nos últimos 500 milhões de anos. Crédito da imagem: usuário do Wikimedia Commons Albert Mestre, com dados de Rohde, R.A., e Muller, R.A.
Há algumas evidências relativamente fracas de um pico com uma frequência de 140 milhões de anos e outro pico ligeiramente mais forte em 62 milhões de anos. Onde está a seta laranja, você pode ver onde ocorreria uma periodicidade de 31 milhões de anos. Esses dois picos parecem enormes, mas isso é apenas em relação aos outros picos, que são totalmente insignificantes. Quão fortes, objetivamente, são esses dois picos, que são nossa evidência de periodicidade?
Esta figura mostra a transformação de Fourier dos eventos de extinção nos últimos 500 milhões de anos. A seta laranja, inserida por E. Siegel, mostra onde se encaixaria uma periodicidade de 31 milhões de anos. Crédito da imagem: Rohde, R.A. & Müller, R. A. (2005). Ciclos na diversidade fóssil. Natureza 434: 209-210.
Em um período de apenas ~ 500 milhões de anos, você só pode encaixar três possíveis extinções em massa de 140 milhões de anos e apenas cerca de 8 possíveis eventos de 62 milhões de anos. O que vemos não se encaixa com um evento acontecendo a cada 140 milhões ou a cada 62 milhões de anos, mas se vemos um evento no passado, há uma chance maior de ter outro evento 62 ou 140 milhões de anos no passado ou no futuro . Mas, como você pode ver claramente, não há evidências de uma periodicidade de 26 a 30 milhões de anos nessas extinções.
Se começarmos a olhar para as crateras que encontramos na Terra e a composição geológica da rocha sedimentar, no entanto, a ideia desmorona completamente. De todos os impactos que ocorrem na Terra, menos de um quarto deles vem de objetos originários da nuvem de Oort. Pior ainda, dos limites entre as escalas de tempo geológicas (Triássico/Jurássico, Jurássico/Cretáceo ou o limite Cretáceo/Paleogeno) e os registros geológicos que correspondem a eventos de extinção, só o evento de 65 milhões de anos atrás mostra a característica camada de cinzas e poeira que associamos a um grande impacto.
A camada limite Cretáceo-Paleogeno é muito distinta na rocha sedimentar, mas é a fina camada de cinzas e sua composição elementar que nos ensina sobre a origem extraterrestre do impactor que causou o evento de extinção em massa. Crédito da imagem: James Van Gundy.
A ideia de que as extinções em massa são periódicas é interessante e convincente, mas as evidências simplesmente não existem para isso. A ideia de que a passagem do Sol pelo plano galáctico causa impactos periódicos também conta uma ótima história, mas, novamente, não há evidências. Na verdade, sabemos que as estrelas chegam ao alcance da nuvem de Oort a cada meio milhão de anos, mas certamente estamos bem espaçados entre esses eventos no momento. Para o futuro previsível, a Terra não está em risco aumentado de um desastre natural vindo do Universo. Em vez disso, parece que nosso maior perigo é representado pelo único lugar que todos tememos olhar: para nós mesmos.
Começa com um estrondo é agora na Forbes , e republicado no Medium graças aos nossos apoiadores do Patreon . Ethan é autor de dois livros, Além da Galáxia , e Treknology: A ciência de Star Trek de Tricorders a Warp Drive .
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