Extinção do Cretáceo-Paleógeno: a extinção dos dinossauros

Um Tyrannosaurus prestes a saborear sua presa, um Edmontosaurus, é surpreendido por um acontecimento que mudaria a história do planeta.
© Raúl Martín

    O evento de extinção do Cretáceo-Paleógeno é uma extinção em massa ocorrida há cerca de 66 milhões de anos, no limite entre os períodos Cretáceo (era Mesozoica) e Paleógeno (era Cenozoica). É também chamada de extinção K-Pg, sendo K a abreviação tradicional de Cretáceo (do alemão Kreide) e Pg correspondendo a Paleógeno.

   Este acontecimento teve um enorme impacto na biodiversidade da Terra, por eliminar várias linhagens de animais que representavam elementos importantes da era Mesozoica, incluindo quase todos os dinossauros e muitos invertebrados marinhos. No total, 75% de todas as espécies de animais se extinguiram no final ou próximo do final do período Cretáceo.

Nas terras áridas próximas a Drumheller, em Alberta, Canadá, a erosão expôs o limite K-Pg, a assinatura geológica que marca a divisão entre o Cretáceo e o Paleógeno nas camadas rochosas.
Foto: Jonathan O'Rourke, 2004

    Muito antes da extinção em massa, contudo, o planeta já passava por mudanças que abalavam a sobrevivência de alguns grupos de seres vivos, especialmente marinhos. No final do Cretáceo já estava ocorrendo uma lenta extinção de grande parte dos moluscos bivalves inoceramídeos e, nos últimos milhões de anos do período, uma regressão no nível do mar gradualmente reduziu os gêneros de amonites. A diversidade da vida marinha declinou próximo ao limite K-Pg, quando as temperaturas globais aumentaram 3 a 4 ºC em um período - relativamente curto - de 200 mil anos, ao mesmo tempo que as águas se tornavam mais frias. O golpe final, então, aconteceu há 66 milhões de anos.

Mas o que causou a extinção?

Bando de Triceratops mortos.
Crédito: Mauricio Antón

   A extinção dos dinossauros não avianos intrigou paleontólogos, geólogos e biólogos durante dois séculos. Várias hipóteses já foram propostas para explicar as causas do evento, das mais razoáveis às mais bizarras, mas poucas receberam séria consideração. Entre elas estão doenças, falta de alimentos, períodos de resfriamento climático, radiação emitida pela explosão de alguma supernova nas proximidades do planeta, ondas de calor e consequente esterilidade de animais, contaminação prolongada de alimentos, surgimento de mamíferos comedores de ovos, castidade terminal, estupidez aguda e até tédio (sim... tédio!).

    Alguns cientistas defendem que o vulcanismo causou a extinção K-Pg, baseados nas evidências de que a temperatura da Terra já estava mudando há um bom tempo, nos registros de mortandades muito antes de 66 milhões de anos atrás e nos sinais de que os próprios dinossauros poderiam estar em um lento declínio ao final do Cretáceo - teria sido, portanto, um processo gradual. Além do mais, atividades vulcânicas são frequentes em nosso planeta e as prováveis culpadas de outras extinções mais antigas, como a Permo-Triássica (assunto para uma futura postagem).

Planalto de Deccan, na Índia, formado por sucessivas camadas de lava solidificada. O intervalo de tempo exato de sua formação ainda é debatido pelos pesquisadores, mas situa-se entre 66 e 60 milhões de anos atrás.
Foto: Gerta Keller

    Enormes fluxos de lava ocorreram no centro-oeste da Índia em torno daquela época, formando os chamados basaltos de Deccan - um extenso planalto de rochas vulcânicas com 520.000 km² e 2 km de espessura em alguns pontos. Um evento eruptivo tão vasto emitiu, sem dúvida, quantidades gigantescas de dióxido de carbono e outros gases na atmosfera, que teriam alterado drasticamente o clima do planeta. Mesmo se não foram o motivo principal, as inundações de basalto no planalto de Deccan certamente contribuíram para a extinção em massa, enfraquecendo os ecossistemas a ponto de deixá-los vulneráveis a outras ameaças.

    Desde 1980, muita atenção foi direcionada para a hipótese apresentada pelo físico Luis Alvarez e seu filho, o geólogo Walter Alvarez, de que a queda de um grande asteroide na Terra teria sido a responsável pela extinção.

Luis (à esquerda) e Walter Alvarez (à direita) juntos ao limite K-Pg no Desfiladeiro de Bottaccione, em Gubbio, Itália, em 1981.
Foto: Lawrence Berkeley Laboratory, 1981

 Muitas evidências suportam essa hipótese. O registro geológico mostra que o desaparecimento abrupto de espécies fósseis no limite K-Pg ao redor do mundo coincide com camadas rochosas ricas em irídio, um elemento químico muito raro na crosta terrestre, mas abundante nas profundezas do manto e em corpos celestes. Ao redor do mundo, nos sedimentos depositados na época, também se encontra quartzo de impacto (mineral quartzo cuja estrutura dos cristais foi modificada por ondas de choque) e tectitos (pequenos grãos de vidro formados por detritos ejetados por explosões, que se fundem e rapidamente se solidificam no ar).

Tectitos de sedimentos do limite K-Pg no Haiti, onde formam uma camada de quase meio metro, coberta por uma segunda rica em irídio. As divisões na escala são de 1 mm.
Foto: Universidade do Arizona

    Em 1990, a identificação da cratera de Chicxulub, no Golfo do México, ajudou a corroborar a ideia. Soterrada sob sedimentos na península de Iucatã, no México, seu centro localiza-se a poucos quilômetros do litoral, próximo à cidade de Chicxulub Puerto. Essa cratera de impacto mede cerca de 180 km de diâmetro e 30 km de profundidade (aproximadamente o tamanho calculado pela equipe dos Alvarez) e deve ter sido produzida por um objeto de 10 a 15 km de diâmetro. Sua idade coincide precisamente com a idade do limite K-Pg.

    Vários estudos subsequentes revelaram um pouco do que aconteceu após o impacto de Chicxulub, usando uma combinação de modelos de computador e as evidências geológicas encontradas em vários locais ao redor do mundo. Em 2016, uma equipe internacional de pesquisadores perfurou o anel de pico da cratera e extraiu uma amostra de 800 m de rochas a 1.334 m abaixo do leito marinho, que revelaram a dinâmica de formação da estrutura geológica e vários dos detalhes reconstruídos a seguir.

Localização da cratera de Chicxulub na península de Iucatã, México.
Crédito: Nasa / Science Photo Library, 2000
(Edição por Felipe Bampi)

Os últimos dias do Mesozoico

Hadrossauros são pegos de surpresa por uma visita extraterrestre.
Crédito: Chase Stone

    Há aproximadamente 66 milhões de anos, um enorme asteroide estava em rota de colisão com a Terra. Dois dias antes de atingir o planeta, ele já devia ter aparecido como uma pequena luz no céu, que não aparentaria estar se movendo, mas que se tornava cada vez mais brilhante. No último dia da era Mesozoica, a uma hora do impacto, as criaturas vivas teriam visto dois sóis no céu. No minuto derradeiro, o corpo celeste apocalíptico sobrevoava o Atlântico Sul, como uma bola de fogo queimando a 20.000 ºC, agora aparentemente mais brilhante que o Sol. Nos últimos cinco segundos, ele perfurou a atmosfera terrestre, causando uma onda de choque supersônica global. Viajando a cerca de 72 mil km/h, ou 20 km/s, a esse ponto só foi visto como um forte lampejo.

    O asteroide caiu violentamente onde hoje é a península de Iucatã, liberando a energia equivalente a 100 trilhões de toneladas de TNT, um bilhão de vezes mais intensa que a bomba atômica de Hiroshima. As consequências foram avassaladoras, com efeitos variando desde catástrofes imediatas até perturbações climáticas e geoquímicas de longo prazo, que devastaram a ecologia.

Um mosassauro tilossauríneo contempla seus últimos minutos de existência em uma lagoa no Texas, EUA. Sobre o horizonte, assoma-se a nuvem de ejetos lançada pelo impacto do asteroide.
© Julius T. Csotonyi, 2018

Evento de impacto de Chicxulub. Dados geofísicos da cratera e simulações 3D indicam que o asteroide caiu em um ângulo de 60º, que maximizou seu poder destrutivo.
Crédito: David A. Hardy / Science Photo Library

     Um pulso de calor teria elevado as temperaturas a mais de 300 ºC, incinerando e vaporizando todas as criaturas vivas em um raio de até 1.500 km. Em menos de um segundo, enquanto o corpo celeste se desintegrava, 25 trilhões de toneladas de rochas terrestres e extraterrestres foram lançadas na atmosfera, a velocidades superiores a 160 mil km/h, ou aproximadamente 45 km/s. Parte desses detritos chegou a atingir a Lua, e o restante formou uma chuva de meteoros, que se espalhou pelo mundo em cerca de dois minutos e produziu incêndios a milhares de quilômetros de distância. Durante horas, pulsos intensos de radiação infravermelha teriam queimado os organismos expostos.

Nos arredores do local do impacto, as terras ficaram devastadas, e os animais sobreviventes vagavam à procura de abrigo e alimento. Na imagem, titanossauros e Pteranodons fogem de um enorme incêndio.
© Mark Garlick / Science Photo Library

    Desencadeou-se uma série de terremotos, maremotos e erupções vulcânicas ao redor do globo - incluindo, possivelmente, as erupções do planalto de Deccan. Tais terremotos podem ter ultrapassado 10 pontos na escala Richter. A violenta movimentação de rochas e massas de água gerou um megatsunami com ondas de mais de 100 m de altura - só não maiores porque o asteroide caiu em águas relativamente rasas -, que devastaram a costa em aproximadamente trinta minutos após o impacto, atingindo uma velocidade superior a 160 km/h. Além do tsunami em si, vibrações sísmicas em pouco tempo agitaram as águas de locais a milhares de quilômetros de distância. Em ambos os casos, seres vivos aquáticos e terrestres foram arrastados pelas ondas e soterrados em lama.

O sítio paleontológico de Tanis, na Dakota do Norte (EUA), preserva sedimentos depositados minutos ou horas após o impacto do asteroide: uma mistura caótica de restos de peixes de água doce, amonites e outros animais marinhos, galhos e troncos de árvores, mamíferos, insetos e um dinossauro (Triceratops), mortos e rapidamente soterrados em sedimentos por ondas violentas que atingiram o estuário de um rio.
Crédito: Robert DePalma

    Após quatro horas, tempestades elétricas estariam acontecendo ao redor do mundo e outros tsunamis teriam sido causados por terremotos e deslizamentos de terra. No oeste da Europa, terremotos e incêndios ainda afligiam a superfície.

    Apesar de devastadores, todos esses efeitos devem ter sido de curta duração e alcance limitado e por si só não explicam a extinção em escala global. O que realmente eliminou três quartos da vida terrestre foram os eventos seguintes, que começaram naquele mesmo dia, considerado o primeiro da era Cenozoica, mas que devem ter durado anos ou décadas.

Ilustração da cratera de impacto de Chicxulub, na península de Iucatã, logo após sua formação.
Crédito: Detlev van Ravenswaay / Science Source

O início do Cenozoico

Logo depois de o asteroide cair do céu, as terras próximas foram purgadas. A explosão inicial transformou vida em vapor, e os eventos seguintes atearam vastas regiões em chamas. Muitos seres vivos pereceram logo, enquanto outros desapareceram durante os dias escuros e frios que se seguiram.
Crédito: Julio Lacerda

    O primeiro dia da era Cenozoica foi escuro, com o sol encoberto por cinzas, poeira e vapores superaquecidos, provenientes tanto do impacto quanto das queimadas e das erupções vulcânicas. Além de 420 bilhões de toneladas de dióxido de carbono liberado, as rochas atingidas pelo asteroide eram ricas em enxofre, material que foi ejetado, vaporizado e misturado a vapor de água na atmosfera. Calcula-se que cerca de 325 bilhões de toneladas de enxofre foram liberadas, e esse gás formou uma névoa de ácido sulfúrico, que acarretou diretamente formação de chuva ácida e uma abrupta acidificação dos oceanos. O colapso ecológico no mar foi tão grande quanto na superfície, causando a extinção de 50% dos organismos na base da cadeia alimentar oceânica, como o plâncton, gerando dificuldades para seres maiores se alimentarem.

Os foraminíferos (organismos unicelulares com uma espécie de concha) planctônicos sofreram uma extinção em massa devido à queda no pH das águas oceânicas, o que altera a fixação de carbonato de cálcio nos esqueletos de numerosas espécies. Barras de escala = 100 μm (cem micrômetros).
Crédito: OSZCZYPKO et al., 2005

    A nuvem de partículas suspensas encobriu a superfície da Terra por vários anos, bloqueando a maior parte da radiação solar. Segundo simulações, a temperatura média global caiu 20 ºC e levou 30 anos para voltar ao normal. Esse fenômeno, chamado inverno de impacto, resultou em um ambiente severo para os seres vivos. Com a luz solar drasticamente reduzida, em poucas semanas as espécies que dependiam de fotossíntese declinaram ou tornaram-se extintas.

    Como hoje, o fitoplâncton, as algas e as plantas terrestres estavam no primeiro nível da cadeia alimentar, portanto todos os demais níveis que dependiam deles sofreram também. Os animais herbívoros que haviam sobrevivido à catástrofe começavam, agora, a morrer de fome. Consequentemente, os predadores também pereceram quando suas fontes de alimento se tornaram escassas.

Na América do Norte, um rebanho de Edmontosaurus, herbívoros, luta para sobreviver. Aves e pequenos mamíferos limpam os ossos dos animais já mortos.
Crédito: (autor desconhecido)

Dois Tyrannosaurus disputam o corpo de um Triceratops. As duas espécies estiveram entre os últimos dinossauros norte-americanos.
© Mark A. Garlick

    Grandes grupos de tetrápodes desapareceram completamente: os dinossauros não avianos, os plesiossauros, os mosassauros e os pterossauros. Enquanto isso, seres onívoros, insetívoros e necrófagos (que se alimentam de animais mortos) sobreviveram, provavelmente pelo aumento da disponibilidade de suas fontes alimentares.

    Parece que no final do Cretáceo não restaram mamíferos puramente herbívoros ou carnívoros. Mamíferos e aves que sobreviveram à extinção se alimentavam de insetos, larvas, vermes e caracóis, que por sua vez se alimentavam de matéria orgânica morta - agora abundante. As aves também tinham a habilidade de voar, o que lhes permitia escapar de regiões menos propícias; se reproduziam e desenvolviam mais rápido que as criaturas maiores, o que leva a taxas evolutivas mais altas; e, assim, se adaptavam melhor a novos ambientes. Os maiores animais que sobreviveram foram os crocodilianos e os coristoderos (ordem Choristodera), criaturas semiaquáticas que se alimentavam de restos e animais mortos.

Os coristoderos, como o Champsosaurus, semelhante a um gavial moderno, são um grupo muito distinto de répteis que viveram do Jurássico Médio até o Mioceno.
Crédito: Urvogel Games LLC

    Nos rios, poucos grupos de animais se extinguiram. Muitos deles dependiam menos das plantas e mais dos detritos vindos da superfície, e esse nicho ecológico particular os livrou da extinção. Algo semelhante ocorreu com as criaturas que viviam no substrato marinho, as quais se alimentam ou podem se alimentar de partículas orgânicas na água. Animais que vivem na coluna d'água, por outro lado, dependem quase inteiramente da produção primária do fitoplâncton. Cocolitóforos, caramujos de água doce e bivalves sofreram grandes perdas. Moluscos rudistas, belemnites e amonites se extinguiram. Acredita-se que estes últimos eram as principais presas dos mosassauros e, portanto, o motivo de eles também terem desaparecido.

Península de Iucatã, México, 66 milhões de anos atrás, nos primeiros momentos do Cenozoico.
Crédito: Chris Butler

    Eventualmente, a nuvem de cinzas e poeira se dissipou, o sol voltou a brilhar em nosso planeta e a vida se recuperou novamente. A recuperação química dos oceanos e dos ecossistemas marinhos se restabeleceu lentamente após as perturbações globais, principalmente nos mares profundos, ainda que o plâncton e a produtividade primária tenham evoluído rapidamente em termos geológicos - dezenas de milhares de anos.

    Os poderosos dinossauros não avianos haviam desaparecido para sempre, um final amargo para as criaturas que dominaram a Terra por mais de 165 milhões de anos. Entretanto, esta foi a chance para que outros animais, como as aves e os mamíferos, pudessem prosperar. Se nada disso tivesse acontecido, certamente nós mesmos não estaríamos aqui.

Thoracosaurus é um crocodiliano que atravessou o limite K-Pg. Os crocodilianos modernos podem sobreviver por meses sem comida e entrar em estivação (uma espécie de hibernação) quando as condições não são favoráveis, características que foram ligadas à sua sobrevivência no fim do Cretáceo.
Crédito: Jacob Baardse

Carsioptychus, pequeno mamífero que viveu na América do Norte pouco após o fim da era dos dinossauros.
Crédito: HHMI Tangled Bank Studios

Fontes: Atlas Obscura, El País, Encyclopedia Britannica, G1, Galileu, Gizmodo Brasil, Live Science, LM Neuquén, Lunar and Planetary Institute, National Geographic¹, National Geographic², National Geographic Brasil¹, National Geographic Brasil², Science, Serviço Geológico do Brasil - CPRM, Smithsonian Magazine, The Sun e Wikipedia.