O que as razões isotópicas de carbono nos dizem sobre extinções em massa?
Testar a proporção de isótopos de carbono de estratos ou fósseis antigos pode ser útil para acessar as condições climáticas e a produtividade biológica no momento em que foram estabelecidas. O uso do isótopo de carbono dessa maneira é baseado no princípio de que organismos fotossintéticos, como as algas, absorvem preferencialmente o carbono-12 mais leve e mais comum, deixando para trás o carbono-13 mais pesado. Durante uma extinção em massa, há menos captação preferencial de carbono-12, e isso se reflete nos sedimentos.
A análise das relações isotópicas de carbono é comum no acesso ao impacto das extinções em massa, embora a relação exata das relações isotópicas de carbono com a produtividade não seja completamente compreendida. A análise desses isótopos parece sugerir que a vida foi submetida a cinco grandes extinções nos últimos meio bilhão de anos, embora três delas fossem notavelmente mais significativas que as outras duas. Todas essas extinções em massa foram corroboradas por diminuições abruptas da biodiversidade no registro fóssil. Variações nos isótopos de carbono ao longo do tempo são conhecidas como incursões e excursões, respectivamente.
Além de acessar extinções em massa, razões de isótopos de carbono também são usadas para estimar a origem da vida. Recentemente, evidências de isótopos de carbono apontaram para uma origem extremamente precoce das cianobactérias fotossintéticas, os primeiros organismos vivos conhecidos, há 4,3 bilhões de anos, apenas 100 milhões de anos após a liquefação inicial da água e cerca de 267 milhões de anos após a formação do Terra em si. Se for verdade, isso é fascinante, como estimativas anteriores da origem da vida a colocaram muito mais tarde, cerca de 3,6 bilhões de anos atrás. Se a vida se formou logo após a formação inicial da Terra, por que parece tão rara no cosmos em geral? Talvez a maior parte da vida no universo seja composta apenas por micróbios, mas, se assim for, pode parecer incomum que nenhum desses micróbios tenha evoluído para seres inteligentes que nos visitaram.
As taxas de isótopos de carbono também podem ser usadas para acessar o grau de circulação nos oceanos de milhões de anos atrás. Quando a circulação é baixa, o biomaterial rico em carbono-12 afunda no fundo do mar e permanece lá. Isso torna os organismos subseqüentes no topo comparativamente ricos em carbono-13. Quando a circulação é boa, o carbono-12 do fundo é trazido de volta ao topo, e os organismos têm uma proporção normal de carbono-12 para carbono-13.