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Estinzioni di massa nella storia della vita: significato delle missioni DART Artemis Moon e Planetary Defense della NASA  

AMBIENTEEstinzioni di massa nella storia della vita: significato delle missioni DART Artemis Moon e Planetary Defense della NASA  

L'evoluzione e l'estinzione di nuove specie sono andate di pari passo da quando è iniziata la vita sulla Terra. Tuttavia, negli ultimi 500 milioni di anni si sono verificati almeno cinque episodi di estinzione su larga scala di forme di vita. In questi episodi sono stati eliminati più di tre quarti delle specie esistenti. Questi sono indicati come estinzione globale o estinzione di massa. La quinta estinzione di massa fu l'ultimo episodio del genere verificatosi circa 65 milioni di anni fa nel periodo Cretaceo. Ciò è stato causato dall'impatto di un asteroide. Le condizioni risultanti portarono all'eliminazione dei dinosauri dalla faccia della Terra. Nell'attuale periodo dell'Antropocene (cioè il periodo dell'umanità), si sospetta che la Terra possa già essere o sull'orlo della sesta estinzione di massa, a causa di problemi ambientali causati dall'uomo (come il cambiamento climatico, l'inquinamento, la deforestazione, riscaldamento globale, ecc.). Inoltre, fattori come guerre/conflitti nucleari, biologici o di altro tipo, disastri ambientali naturali come eruzioni vulcaniche o impatto di asteroidi possono anche innescare un'estinzione di massa. Diffondersi nello spazio è uno dei modi per affrontare le sfide esistenziali affrontate dall'umanità. La missione Artemis Moon della NASA è un inizio verso l'insediamento umano nello spazio profondo dalla futura colonizzazione della Luna e di Marte. La difesa planetaria deviando un asteroide lontano dalla Terra è un'altra strategia presa in considerazione. La missione DART della NASA è il primo test di deflessione di un asteroide che proverà a deviare un asteroide vicino alla Terra il prossimo mese. 

L'ambiente è sempre stato in continuo cambiamento. Ciò ha avuto un duplice effetto sulle forme di vita: mentre la pressione selettiva negativa contro coloro che non sono idonei a sopravvivere nell'ambiente ha portato alla loro estinzione, d'altra parte, ha favorito la sopravvivenza delle forme di vita sufficientemente flessibili da adattarsi a nuove condizioni. Ciò alla fine ha portato al culmine dell'evoluzione di nuove specie. Quindi, l'estinzione e l'evoluzione di nuove forme di vita dovrebbero essere andate di pari passo, quasi senza soluzione di continuità dall'inizio della vita sulla Terra.  

Tuttavia, la storia della Terra non è sempre stata liscia. Ci sono stati casi di eventi drammatici e drastici che hanno avuto un forte impatto negativo sulle forme di vita con conseguente estinzione di specie su larga scala. "Estinzione globale" o "estinzione di massa" è il termine usato per descrivere episodi in cui circa tre quarti della biodiversità esistente si sono estinti in un intervallo di tempo geologico relativamente breve. Negli ultimi 500 milioni di anni, ci sono stati almeno cinque casi di estinzione di massa su larga scala1.  

Tabella: Terra, estinzioni di massa di specie e umanità  

Tempo prima del presente (in anni)   Eventi  
13.8 miliardi di anni fa  L'universo ha avuto inizio Il tempo, lo spazio e la materia hanno avuto inizio con il Big Bang 
9 miliardi di anni fa Si è formato il sistema solare 
4.5 miliardi di anni fa Si è formata la Terra 
3.5 miliardi di anni fa La vita è iniziata 
2.4 miliardi di anni fa I cianobatteri si sono evoluti 
800 milioni di anni fa  Il primo animale (spugne) si è evoluto 
541-485 milioni di anni fa (periodo Cambriano) Esplosione selvaggia di nuove forme di vita  
400 milioni di anni fa (periodo Ordoviciano - Siluriano) Prima estinzione di massa  chiamata Estinzione Ordoviciano-Siluriana 
365 milioni di anni fa (periodo devoniano) Seconda estinzione di massa  chiamato estinzione del Devoniano 
250 milioni di anni fa. (Permiano-Triassico)  Terza estinzione di massa  chiamato estinzione del Permiano-Triassico, o la Grande Morte, più del 90 percento delle specie della Terra si estinse 
210 milioni di anni fa (periodo Triassico-Giurassico)     Quarta estinzione di massa  l'eliminazione di molti grandi animali ha aperto la strada alla fioritura dei dinosauri i primi mammiferi si sono evoluti in questo periodo  
65.5 milioni di anni fa (periodo Cretaceo)  Quinta estinzione di massa  chiamata fine Cretaceo, l'estinzione causata dall'impatto di un asteroide pose fine all'era dei dinosauri 
55 milioni di anni fa I primi primati si sono evoluti 
anni fa, 315,000 L'Homo sapiens si è evoluto in Africa 
Periodo dell'Antropocene presente (cioè il periodo dell'umanità)  Sesta estinzione di massa (?)  Gli esperti sospettano che la Terra possa già essere o sull'orlo dell'estinzione di massa a causa di problemi ambientali causati dall'uomo (come cambiamenti climatici, inquinamento, deforestazione, riscaldamento globale, ecc.). Inoltre, i seguenti fattori possono potenzialmente causare estinzioni di massa conflitti culminati in disastri nucleari/biologici disastri ambientali come l'impatto di una massiccia eruzione vulcanica con un asteroide 

Queste estinzioni di "Big Five" sono state descritte sulla base dell'analisi di un database su migliaia di fossili di invertebrati marini.  

Nel periodo Cambriano (541-485 milioni di anni fa), ci fu una selvaggia esplosione di nuove forme di vita. Questa fu seguita dalla prima estinzione di massa della vita sulla Terra avvenuta 400 milioni di anni fa nel periodo Ordoviciano - Siluriano. Ciò ha visto l'estinzione di oltre l'85% della biodiversità marina derivante dal cambiamento climatico dovuto al raffreddamento globale degli oceani tropicali, seguita dalla riduzione del livello del mare e dalla perdita di habitat nelle zone basse. La seconda estinzione di massa si è verificata 365 milioni di anni fa nel periodo devoniano e sembra essere causata dalla riduzione della concentrazione di ossigeno nell'acqua quando il livello del mare era alto. L'attività vulcanica è attualmente considerata il fattore causale della seconda estinzione1.   

La terza estinzione di massa o estinzione del Permiano-Triassico avvenne circa 250 milioni di anni fa nel periodo Permiano-Triassico. Questo è anche chiamato Grande Morire perché più del 90 percento delle specie della Terra sono state eliminate. Ciò è stato causato dal drastico cambiamento climatico in seguito al rapido riscaldamento globale a causa del massiccio rilascio di gas serra, in particolare l'aumento di sei volte della CO2 nell'atmosfera1,2. Questo spiega anche la causa della quarta estinzione di massa o estinzione del Triassico-Giurassico 210 milioni di anni fa, che vide l'eliminazione di molti grandi animali aprendo la strada alla fioritura dei dinosauri. Le massicce eruzioni vulcaniche sembrano essere l'evento associato a queste due grandi estinzioni.  

L'estinzione più recente, alla fine del Cretaceo (o estinzione del Cretaceo-Paleogene o quinta estinzione di massa) si è verificata circa 65.5 milioni di anni fa. Questa è stata una delle più grandi estinzioni di massa nella storia della vita che ha visto la completa eliminazione di tutti i dinosauri non aviari. C'erano sia dinosauri aviari che non. I dinosauri aviari erano a sangue caldo mentre i dinosauri non aviari erano a sangue freddo. I rettili volanti e i dinosauri non aviari hanno subito la totale estinzione mentre i discendenti filogenetici dei dinosauri aviari sopravvivono fino ai giorni nostri, segnando la brusca fine dell'era dei dinosauri. Quello era il momento in cui si stavano verificando enormi cambiamenti nell'ambiente a causa dell'impatto di un grande asteroide con la Terra a Chicxulub, in Messico, e il duo di vaste eruzioni vulcaniche culminate nel cambiamento climatico causando il prosciugamento dell'approvvigionamento alimentare di supporto. L'impatto di un asteroide non solo ha causato onde d'urto, un grande impulso di calore e tsunami, ma ha anche rilasciato enormi quantità di polvere e detriti nell'atmosfera che hanno impedito alla luce solare di raggiungere la superficie terrestre, quindi vicino alla cessazione della fotosintesi e a un inverno prolungato. La mancanza di fotosintesi ha comportato la distruzione delle piante produttrici primarie, inclusi fitoplancton e alghe, nonché delle specie animali dipendenti1,3. L'impatto di un asteroide è stato il principale motore dell'estinzione, ma le eruzioni vulcaniche in quel periodo, da un lato, hanno contribuito all'estinzione di massa peggiorando ulteriormente l'oscurità e l'inverno gettando pennacchi di fumo e polvere nell'atmosfera. D'altra parte, ha anche indotto il riscaldamento dal vulcanismo4. Per quanto riguarda l'estinzione totale dell'intera famiglia dei dinosauri non aviari, lo studio della fisiologia dei discendenti dei dinosauri aviari suggerisce che vi fosse una mancata riproduzione a causa della carenza di vitamina D3 (colecalciferolo) negli embrioni in via di sviluppo nelle uova che portava alla morte prima schiusa5.  

Nell'attuale periodo dell'Antropocene (cioè il periodo dell'umanità), alcuni ricercatori sostengono che una sesta estinzione di massa è già in corso per gentile concessione di problemi ambientali causati dall'uomo come il cambiamento climatico, l'inquinamento, la deforestazione, il riscaldamento globale, ecc. sulle stime degli attuali tassi di estinzione delle specie, che si trovano in un intervallo simile ai tassi di estinzione delle specie per estinzioni di massa precedenti1. In effetti, i risultati di un altro studio confermano che gli attuali tassi di estinzione della biodiversità sono di gran lunga superiori ai tassi di estinzione delle cinque precedenti estinzioni di massa ottenute dalla documentazione fossile 6,7,8 e le iniziative di conservazione non sembrano aiutare molto8. Inoltre, ci sono altri fattori provocati dall'uomo come la guerra/il disastro nucleare che hanno il potenziale per innescare un'estinzione di massa. Nonostante i passi collettivi globali e gli sforzi coerenti verso il disarmo, la mitigazione dei cambiamenti climatici, la riduzione delle emissioni di carbonio e la conservazione delle specie, alcuni ricercatori suggeriscono di ridurre la scala dell'impresa umana, la contrazione della popolazione umana mediante un'ulteriore riduzione dei tassi di natalità e la fine della "crescita mania'9.  

Come l'ultima estinzione della fine del Cretaceo, qualsiasi futuro disastro ambientale derivante da possibili impatti dallo spazio e/o da massicce eruzioni vulcaniche può anche rappresentare una seria sfida esistenziale per l'umanità perché a lungo termine, come ogni pianeta, la Terra sarà messa in pericolo dagli impatti di spazio (così come da eruzioni vulcaniche) che culmineranno nella cessazione della fotosintesi a causa dell'oscurità prolungata, quindi tutte le piante produttrici primarie e le specie animali dipendenti dovranno affrontare la decimazione. 

La colonizzazione dello spazio profondo e la deviazione degli asteroidi legati alla Terra dalla Terra sono due possibili risposte dell'umanità alle minacce esistenziali poste dagli impatti dallo spazio. La missione Artemis Moon della NASA è un inizio verso l'insediamento umano nello spazio profondo per rendere gli esseri umani una specie multi-pianeta. Questo programma non solo creerà una presenza umana a lungo termine sopra e intorno alla Luna, ma insegnerà anche lezioni in preparazione per le missioni umane e le abitazioni su Marte. La missione Artemis costruirà un campo base sulla superficie lunare per dare agli astronauti una casa dove vivere e lavorare sulla Luna. Questo sarà il primo caso di esseri umani che vivranno sulla superficie di un altro corpo celeste10. La missione DART di difesa planetaria della NASA è destinata a testare un metodo per deviare un asteroide lontano dalla Terra. Entrambe queste missioni spaziali promettono considerevoli per la mitigazione delle sfide esistenziali per l'umanità poste dall'impatto dallo spazio. 

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DOI: https://doi.org/10.29198/scieu/2208231

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Riferimenti:  

  1. Khlebodarova TM e Likhoshvai VA 2020. Cause delle estinzioni globali nella storia della vita: fatti e ipotesi. Vavilovskii Zhurnal Genet Selektsii. 2020 luglio;24(4):407-419. DOI: https://doi.org/10.18699/VJ20.633 | https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC7716527/  
  1. Wu, Y., Chu, D., Tong, J. et al. Aumento di sei volte della pCO2 atmosferica durante l'estinzione di massa del Permiano-Triassico. Nat Commun 12, 2137 (2021). https://doi.org/10.1038/s41467-021-22298-7  
  1. Schulte P., et al 2010. L'impatto dell'asteroide Chicxulub e l'estinzione di massa al confine tra Cretaceo e Paleogene. SCIENZA. 5 marzo 2010. Vol 327, Numero 5970. DOI: https://doi.org/10.1126/science.1177265 
  1. Chiaranza AA et al 2020. L'impatto di un asteroide, non il vulcanismo, ha causato l'estinzione dei dinosauri alla fine del Cretaceo. Pubblicato il 29 giugno 2020. PNAS. 117 (29) 17084-17093. DOI: https://doi.org/10.1073/pnas.2006087117  
  1. Fraser, D. (2019). Perché i dinosauri si sono estinti? La carenza di colecalciferolo (vitamina D3) potrebbe essere la risposta? Giornale di scienze nutrizionali, 8, E9. DOI: https://doi.org/10.1017/jns.2019.7  
  1. Barnosky d.C., et al 2011. È già arrivata la sesta estinzione di massa della Terra? Natura. 2011;471(7336):51-57. DOI: https://doi.org/10.1038/nature09678  
  1. Ceballos G., et al 2015. Perdite di specie indotte dall'uomo moderno accelerato: ingresso nella sesta estinzione di massa. Sci. avv. 2015;1(5): e1400253. DOI: https://doi.org/10.1126/sciadv.1400253  
  1. Cowie RH et al 2022. La sesta estinzione di massa: realtà, finzione o speculazione? Recensioni biologiche. Volume 97, Numero 2 aprile 2022 Pagine 640-663. Pubblicato per la prima volta: 10 gennaio 2022. DOI: https://doi.org/10.1111/brv.12816 
  1. Rodolfo D., Gerardo C. e Ehrlich P., 2022. In giro per la fuga: la crisi dell'estinzione e il futuro dell'umanità. Pubblicato:27 giugno 2022. Transazioni filosofiche delle scienze biologiche della Royal Society. B3772021037820210378 DOI: http://doi.org/10.1098/rstb.2021.0378 
  1. Prasad U., 2022. Artemis Moon Mission: Verso l'abitazione umana nello spazio profondo. Scientifica europea. Pubblicato l'11 agosto 2022. Disponibile a https://www.scientificeuropean.co.uk/sciences/space/artemis-moon-mission-towards-deep-space-human-habitation/  

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Umesh Prasad
Umesh Prasad
Redattore, Scientific European

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