Extincția în masă este o scădere pe scară largă și rapidă a biodiversității pe Pământ. Un astfel de eveniment este identificat de o schimbare accentuată a diversității și a abundenței organismelor multicelulare. Apare atunci când rata de extincție crește în raport cu rata de speciație. Deoarece majoritatea diversității și a biomasei de pe Pământ este microbiană, fiind astfel dificil de măsurat, extincția în masă a unei specii are un efect redus asupra diversității totale și abundenței vieții, dar rar afectează componenta ușor observabilă a biosferei.

Extincția are loc într-o rată neuniformă. Pe baza înregistrărilor fosile, rata de fond a extincțiilor de pe Terra este de aproximativ două până la cinci familii taxonomice de animale marine la fiecare milion de ani. Fosilele marine sunt utilizate în principal pentru a măsura ratele de dispariție datorită numărului superior de înregistrări fosile și a intervalului stratigrafic comparativ cu cel al animalelor terestre.

De la explozia cambriană, cinci extincții masive majore au depășit în mod semnificativ rata de fond a extincțiilor. Cea mai recentă și mai bine cunoscută extincție în masă este Extincția Cretacic-Paleogen, care a avut loc acum aproximativ 66 de milioane de ani, și care a dus la dispariția dinozaurilor. În plus față de cele cinci extincții majore în masă, există și numeroase extincții minore și extincția în desfășurare cauzată de activitatea umană, care este uneori numită cea de-a șasea extincție.* (PBS Digital Studios, 17 noiembrie 2014)

Extincțiile în masă par a fi un fenomen predominant fanerozoic, cu rate mici de dispariței înainte de apariția unor organisme complexe mari.

Estimările numărului de extincții masive majore din ultimii 540 de milioane de ani variază de la cinci la peste douăzeci. Aceste diferențe decurg din pragul ales pentru a descrie o extincție în masă drept "majoră" și datele alese pentru a măsura diversitatea trecută.

Extincții majore

Într-o lucrare de referință publicată în 1982, Jack Sepkoski și David M. Raup au identificat cinci extincții în masă. Inițial, ele au fost identificate ca valori extreme pentru o tendință generală de scădere a ratelor de extincție în timpul Faneozoicului, dar, pe măsură ce au fost aplicate teste statistice mai stricte asupra datelor acumulate, s-a stabilit că viața multicelulară a animalelor a experimentat cinci mari extincții în masă și multe altele minore.

Extincția Ordovician–Silurian (Sfârșitul Ordovicianului sau O–S): acum 450–440 milioane de ani la tranziția Ordovician-Silurian. Au avut loc două evenimente care au ucis 27% din toate familiile, 57% din toate genurile și 60% până la 70% din toate speciile. Împreună, ele sunt clasate de mulți oameni de știință ca a doua mare extincție (din cele cinci) din istoria Terrei în ceea ce privește procentul de genuri care au dispărut. Extincția din Devonian: acum 375–360 milioane de ani aproape de tranziția Devonian-Carbonifer. În ultima parte a perioadei Devonian, o serie prelungită de extincții au eliminat circa 19% din toate familiile, 50% din toate genurile și cel puțin 70% din toate speciile. Această extincție a durat probabil 20 de milioane de ani și există dovezi pentru o serie de pulsații de extincție în această perioadă. Extincția Permian–Triasic (Sfârșitul Permianului): acum 252 milioane de ani la tranziția Permian- Triasic. A fost cea mai mare extincție din istoria Terrei, care a ucis 57% din toate familiile, 83% din toate genurile și 90% până la 96% din toate speciile (53% din familiile marine, 84% din speciile marine, aproximativ 96% din toate speciile marine și 70% din speciile de uscat, inclusiv insectele. Arthropodul marin de mare succes, trilobitul, a dispărut. Dovezile cu privire la plante sunt mai puțin clare, însă un nou taxon a devenit dominat după extincție. "Marea Moarte" a avut o semnificație enormă de evoluție: pe uscat, a pus capăt supremației reptilelor. Recuperarea vertebratelor a durat 30 de milioane de ani, iar nișele vacante au creat oportunitatea ca archosaurii să devină ascendenți. În mări, procentul animalelor care nu posedau mijloace de auto-locomoție a scăzut de la 67% la 50%. Întregul Permian târziu a fost un moment dificil, cel puțin pentru viața marină, chiar înainte de "Marea Moarte". Extincția Triasic–Jurasic (Sfârșitul Triasicului): acum 201,3 milioane de ani la tranziția Triasic-Jurasic. Aproximativ 23% din toate familiile, 48% din toate genurile (20% din familii marine și 55% din genurile marine) și 70% până la 75% din toate speciile au dispărut. Cei mai mulți archosauri non-dinozauri, majoritatea terapsidelor și majoritatea amfibienilor mari au fost eliminați, lăsând dinozaurii cu o mică concurență terestră. Arhozaurii non-dinozauri au continuat să domine mediile acvatice, în timp ce diapsidele non-archosaurian au continuat să domine mediile marine. Familia Temnospondyl de amfibieni mari a supraviețuit până în Cretacic în Australia (de exemplu, Koolasuchus). Extincția Cretacic-Paleogen (Sfârșitul Cretacicului): acum 66 de milioane de ani în intervalul de tranziție Cretacic (Maastrichtian) - Paleogen (Danian). Anterior, extincția a fost numită "Extincția Cretacic-Terțiar" sau "Extincția K-T" însă acum este denumită în mod oficial Extincția Cretacic-Paleogen (sau K-Pg). Aproximativ 17% din toate familiile, 50% din toate genurile și 75% din toate speciile au dispărut. În mări au dispărut toți amoniții, plesiozaurii și mosasauridele, iar procentul animalelor care nu posedau mijloace de auto-locomoție a fost redus la aproximativ 33%. Toți dinozaurii non-aviari au dispărut în această perioadă. Mamiferele și păsările (care au descins din dinozauri Theropoda) au apărut ca mari animale de uscat. Intre cretacic și paleogen există peste tot în lume un strat subțire argilos reper, de câțiva centimetri, foarte bogat în iridiu, format în urma depunerii de praf produs de impactul asteroidului, acum 66 milioane de ani.

Cauze probabile Există în continuare dezbateri despre cauzele extincțiilor în masă. În general, se pot produce extincții mari atunci când o biosferă sub un stres de lungă durată suferă un șoc pe termen scurt. O bună teorie pentru o extincție în masă ar trebui: (i) să explice toate pierderile, nu doar să se concentreze pe câteva grupuri (cum ar fi dinozauri); (ii) să explice de ce au dispărut anumite grupuri de organisme și de ce au supraviețuit altele; (iii) să ofere mecanisme suficient de puternice pentru a provoca o extincție în masă, dar nu o extincție totală; (iv) să se bazeze pe evenimente sau procese care se pot dovedi că s-au întâmplat, nu doar deduse din extincție.

Au fost propuse trei tipuri principale de cauze care explică extincțiile masive: 1) biologice (sărăcirea genetică, presiunea prădătorilor); 2) terestre (vulcanism, schimbări climatice, eustatisme); 3) extra-terestre (impact astronomic, radiație cosmică, ipoteza Nemesis, ipoteza Shiva). Aceste cauze pot fi combinate, iar noi teorii sunt propuse periodic, provocând multe dezbateri.

Vulcanism

Teoria vulcanică presupune perioade de fenomene vulcanice intense de-a lungul faliilor continentale, care includ erupții cutanate suficient de puternice pentru a trimite miliarde de tone de rocă pe orbita joasă și acidificarea oceanelor. Această teorie ar explica periodicitatea extincțiilor masive, precum și coincidența aparentă a unor astfel de evenimente cu un vulcanism intens și urmele impactelor cu meteoriți.

O altă teorie implică o variație a chemoclinelor ca urmare a încălzirii globale a planetei, indusă de eliberarea semnificativă a dioxidului de carbon în timpul unei faze de vulcanism intens. Pe măsură ce chemoclina atinge suprafața oceanică, cantități mari de hidrogen sulfurat toxic sunt eliberate în atmosferă. Nori ai acestui gaz pot ucide plantele și animalele direct (sau indirect prin distrugerea stratului de ozon). Acest proces ar putea explica extincțiile de la sfârșitul Permianului și de la sfârșitul Triasicului. Biomarkerii găsiți în sedimentele din aceste vremuri arată că bacteriile consumatoare de sulfură de hidrogen au proliferat în toate oceanele.

Schimbările climatice Răcirea globală susținută și semnificativă ar putea ucide multe specii polare și temperate și ar forța pe alții să migreze către ecuator; reducerea suprafeței disponibile pentru speciile tropicale; climatul Pământului devine deseori mai arid decât media, în principal prin blocarea unei cantități mai mari de apă în gheață și zăpadă. Se crede că ciclurile de glaciațiune ale ultimei epoci de gheață (sfârșitul Cenozoicului) nu au avut decât un impact foarte mic asupra biodiversității, astfel încât simpla existență a unei răciri semnificative nu este suficientă pentru a explica o extincție în masă.

S-a sugerat că răcirea globală a cauzat sau a contribuit la Extincțiile Ordovician–Silurian, Permian-Triasic, Devonian și, eventual, la altele.

Încălzirea globală ar avea efecte opuse: extinderea zonei disponibile pentru speciile tropicale; uciderea speciilor temperate sau migrarea lor către poli; poate provoca extincții severe ale speciilor polare; adesea fac climatul Pământului mai umed decât media, în principal prin topirea gheții și a zăpezii crescând astfel volumul ciclului apei.

Mai multe studii recente susțin că încălzirea globală este o cauză a extincției în masă. Cel mai dramatic exemplu al încălzirii susținute este maximul termic din Paleocen-Eocen, care a fost asociat cu una dintre cele mai mici extincții în masă. S-a sugerat că încălzirea globală a cauzat Extincția din Triasic-Jurasic, în timpul căreia 20% din toate familiile marine au dispărut. De asemenea, s-a susținut că Extincția Permian-Triasic fost cauzat de încălzire.

Cauze extra-terestre

În 2008, cercetătorii de la Universitatea din Cardiff au apreciat că Calea Lactee ar putea fi responsabilă pentru cele cinci extincții majore din trecut. Conform acestei teorii, la fiecare 35-40 de milioane de ani, sistemul solar traversează planul galactic, caracterizat printr-o densitate mare de gaz și praf. Pe măsură ce trece, forțele gravitaționale ale norilor de gaze și de praf înconjurătoare schimbă traiectoria cometelor; unele dintre acestea, în noua lor traiectorie, se ciocnesc cu Terra. Conform autorilor, această ipoteză corespunde cu observarea craterelor de pe Pământ, care sugerează un număr mai mare de coliziuni la fiecare aproximativ 36 de milioane de ani.J. T. Wickramasinghe & W. N. Napier, Impact cratering and the Oort Cloud, Monthly Notices of the Royal Astronomical Society, 387, 153-157 (2008), arXiv:0803.2492 (astro-ph) Voir en ligne.