O evento de extinção do Toarciano, também chamado de evento de extinção Plensbaquiano-Toarciano, extinção em massa do início do Toarciano, crise paleoambiental do início do Toarciano, ou Evento Jenkyns, foi uma extinção em massa que ocorreu no início da idade Toarciana, aproximadamente 183 milhões de anos atrás, durante o Jurássico Inferior. Esse evento teve duas principais fases: a primeira, chamada evento de limite Plensbaquiano-Toarciano (PTo-E), e a segunda, mais intensa, conhecida como Evento Anóxico Oceânico do Toarciano (TOAE). Este último foi um evento anóxico oceânico global, considerado possivelmente o caso mais extremo de desoxigenação oceânica ampla de todo o éon Fanerozoico. Além do PTo-E e do TOAE, ocorreram diversos outros eventos menores de extinção durante esse intervalo.
O evento de extinção ocorreu durante o super efeito estufa climático do Máximo Térmico do Início do Toarciano (ETTM), período associado ao vulcanismo de uma grande província ígnea. Esse vulcanismo elevou as temperaturas globais, acidificou os oceanos e desencadeou o desenvolvimento de anoxia, resultando em uma grande perda de biodiversidade. A crise biogeoquímica foi registrada por intensas variações negativas nos isótopos de carbono e pela deposição de xisto negro.
Cronologia O evento de extinção do início do Toarciano ocorreu em duas fases distintas, com alguns autores classificando o primeiro evento como um fenômeno isolado e não relacionado ao segundo, que foi mais extremo. A primeira fase, identificada mais recentemente, ocorreu durante a Subzona Mirabile da zona de amonites Dactylioceras, coincidindo com uma leve queda nas concentrações de oxigênio e o início de um aquecimento após um período de resfriamento no final do Plensbaquiano. Esse primeiro evento, próximo ao limite entre o Plensbaquiano e o Toarciano, é chamado de PTo-E.
O TOAE, por sua vez, ocorreu próximo ao limite entre as biozonas de amonites Dactylioceras e serpentinum, especificamente na Subzona Elegantulum da zona de amonites Harpoceras serpentinum, durante um intervalo de aquecimento marcante e acentuado. O TOAE durou aproximadamente 500 mil anos, embora estimativas variem de 200 mil a 1 milhão de anos. O PTo-E afetou principalmente os organismos que viviam em águas rasas, enquanto o TOAE foi um evento mais severo para os organismos que habitavam águas profundas.
Causas Evidências geológicas, isotópicas e paleobotânicas sugerem que o final do Plensbaquiano foi um período de "icehouse" (Terra geladeira). Acredita-se que essas camadas de gelo eram finas e se estendiam para latitudes mais baixas, tornando-se extremamente sensíveis a mudanças de temperatura. Uma tendência de aquecimento, que durou do final do Plensbaquiano ao início do Toarciano, foi interrompida por uma "onda de frio" na zona polymorphum, equivalente à zona de amonites Dactylioceras, seguida por um intervalo de aquecimento abrupto associado ao TOAE. Esse aquecimento global, impulsionado pelo aumento dos níveis de dióxido de carbono na atmosfera, foi a principal causa da crise ambiental do início do Toarciano. Os níveis de dióxido de carbono subiram de cerca de 500 ppm para cerca de 1.000 ppm. A temperatura da água do mar aumentou entre 3°C e 7°C, dependendo da latitude. No auge desse intervalo de super efeito estuda, a temperatura média da superfície do mar (SST) global era de cerca de 21°C.
A erupção da Grande Província Ígnea de Karoo-Ferrar é geralmente atribuída como a causa do aumento nos níveis de dióxido de carbono atmosférico. Datações por argônio-argônio dos riolitos de Karoo-Ferrar apontam para uma ligação entre o volcanismo de Karoo-Ferrar e o evento de extinção, uma conclusão reforçada por datações por urânio-chumbo e paleomagnetismo.
Ocorreu durante uma excursão isotópica positiva gradual e ampla do carbono, medida pelos valores de δ¹³C, sendo precedido por uma excursão negativa global de δ¹³C reconhecida em madeira fóssil, carbono orgânico e carbono carbonatado na zona de amonites tenuicostatum do noroeste da Europa, sendo essa mudança negativa resultado do descarregamento vulcânico de carbono leve. No entanto, a ubiquidade global dessa excursão negativa de δ¹³C foi questionada devido à sua ausência em certos depósitos da época, como as argilas betuminosas de Bächental, embora sua ocorrência em áreas como a Grécia tenha sido citada como evidência de sua natureza global. A excursão negativa de δ¹³C também é conhecida da Península Arábica, da Bacia de Ordos e da Bacia de Neuquén. A excursão negativa de δ¹³C foi encontrada em até -8% em carbono orgânico e carbonato em massa, embora a análise de biomarcadores específicos sugira um valor global de cerca de -3% a -4%.
Além disso, várias excursões isotópicas de carbono em menor escala foram registradas globalmente na descida da maior excursão negativa de δ¹³C. Embora o PTo-E não esteja associado a uma diminuição de δ¹³C análoga à do TOAE, acredita-se que o volcanismo tenha sido responsável pelo seu início também, sendo a injeção de carbono provavelmente de origem isotopicamente pesada, derivada do manto. O magmatismo de Karoo-Ferrar liberou tanto dióxido de carbono que perturbou a fixação do ciclo de carbono de longo prazo de 9 milhões de anos que, de outra forma, teria sido estável durante o Jurássico e o Cretáceo Inferior. Os valores de ¹⁸⁷Os/¹⁸⁸Os aumentaram de ~0,40 para ~0,53 durante o PTo-E e de ~0,42 para ~0,68 durante o TOAE, e muitos estudiosos concluem que essa mudança nas razões isotópicas de ósmio evidencia a responsabilidade dessa grande província ígnea pelas crises bióticas. Anomalias de mercúrio de intervalos de tempo aproximados correspondentes ao PTo-E e ao TOAE também foram invocadas como evidência clara de que a calamidade ecológica foi causada por uma grande província ígnea, embora alguns pesquisadores atribuam esses níveis elevados de mercúrio ao aumento do fluxo terrígeno. Há evidências de que o movimento da Placa Africana mudou repentinamente de velocidade, passando de um movimento predominantemente para o norte para um movimento para o sul. Mudanças assim no movimento das placas estão associadas a outras grandes províncias ígneas em outros intervalos de tempo. Um estudo geocronológico de 2019 encontrou que a instalação da Grande Província Ígnea de Karoo-Ferrar e o TOAE não estavam causalmente vinculados, ocorrendo simplesmente em um intervalo de tempo relativamente próximo, contradizendo interpretações convencionais do TOAE. Os autores do estudo concluem que a linha do tempo do TOAE não coincide com o curso de atividade do evento magmático de Karoo-Ferrar.
A grande província ígnea também se infiltrou em camadas de carvão, liberando ainda mais dióxido de carbono e metano do que teria feito de outra forma. Sills magmáticos também são conhecidos por terem se infiltrado em xistos ricos em carbono orgânico, causando uma ventagem adicional de dióxido de carbono na atmosfera. A liberação de carbono por meio do aquecimento metamórfico do carvão foi criticada como um dos principais motores da perturbação ambiental, com base no fato de que as transversais de carvão não apresentam as excursões de δ¹³C que seriam esperadas se quantidades significativas de metano termogênico fossem liberadas, sugerindo que grande parte das emissões desgasificadas foram condensadas como carbono pirolítico ou aprisionadas como metano de leito de carvão.
Além disso, a possível liberação associada de clatratos de metano em águas profundas também foi potencialmente implicada como mais uma causa do aquecimento global]. O derretimento episódico de clatratos de metano ditado por ciclos de Milankovitch foi proposto como uma explicação adequada para as mudanças observadas no registro isotópico de carbono. No entanto, outros estudos contradizem e rejeitam a hipótese de hidratos de metano that carbon isotope ratios in belemnites and bulk carbonates are incongruent with the isotopic signature expected from a massive release of methane clathrates, that much of the methane released from ocean sediments was rapidly sequestered, buffering its ability to act as a major positive feedback, concluindo que o registro isotópico é muito incompleto para atribuir de forma conclusiva a excursão isotópica à dissociação de hidratos de metano, que as razões isotópicas de carbono em belemnites e carbonatos em massa não são congruentes com a assinatura isotópica esperada de uma liberação maciça de clatratos de metano, que muito do metano liberado de sedimentos oceânicos foi rapidamente sequestrado, amortecendo sua capacidade de agir como um feedback positivo significativo, e que a dissociação de clatratos de metano ocorreu tarde demais para ter um impacto causal apreciável no evento de extinção. A liberação hipotética de clatratos de metano extremamente empobrecidos em isótopos de carbono pesado também foi considerada desnecessária como explicação para a perturbação do ciclo de carbono.
Foi também hipotetizado que a liberação de metano criosférico aprisionado no permafrost amplificou o aquecimento e seus efeitos prejudiciais à vida marinha. As excursões de isótopos de carbono, ditadas pela obliquidade, foram interpretadas por alguns pesquisadores como reflexo da degradação do permafrost e consequente liberação de gases de efeito estufa.
O TOAE é considerado o segundo maior evento anóxico dos últimos 300 milhões de anos, e possivelmente o maior do Fanerozoico. Uma excursão positiva de δ¹³C, provavelmente resultante do sepultamento em massa de carbono orgânico durante o evento anóxico, é conhecida da zona de amonites falciferum, identificando quimostratigráficamente o TOAE. A Grande Província Ígnea resultou em um aumento da intemperização de silicatos e uma aceleração do ciclo hidrológico as shown by a increased amount of terrestrially derived organic matter found in sedimentary rocks of marine origin during the TOAE, conforme mostrado pelo aumento da quantidade de matéria orgânica derivada de terras encontradas em rochas sedimentares de origem marinha durante o TOAE. As concentrações de fósforo, magnésio e manganês aumentaram nos oceanos. Uma excursão de -0,5% em δ⁴⁴/₄₀Ca fornece mais evidências de intemperização continental aumentada. Osmium isotope ratios confirm further still a major increase in weathering. The enhanced continental weathering in turn led to increased eutrophication that helped drive the anoxic event in the oceans. As razões isotópicas de ósmio confirmam ainda mais um aumento significativo na intemperização. O aumento da intemperização continental, por sua vez, levou a um aumento da eutrofização que ajudou a impulsionar o evento anóxico nos oceanos. O transporte contínuo de nutrientes intemperizados continentalmente para o oceano permitiu que altos níveis de produtividade primária fossem mantidos ao longo do TOAE. A elevação do nível do mar contribuiu para a desoxigenação dos oceanos; à medida que o nível do mar subia, terras baixas eram inundadas, e a matéria orgânica vegetal era transportada para fora em direção ao oceano. Um modelo alternativo para o desenvolvimento da anoxia é que mares epicontinentais tornaram-se estratificados em salinidade, com fortes haloclinas, quimoclinas e termoclinas. Isso causou a reciclagem de carbono mineralizado no fundo do mar de volta para a zona fótica, impulsionando a produtividade primária generalizada e, por sua vez, a anoxia.