NeoFronteras

Proponen una nueva teoría sobre lo que provoca las glaciaciones de tipo bola de nieve en las que toda la Tierra está cubierta por hielo.

A veces lo más interesante en ciencia no es lo que ya se sabe, sino lo que se desconoce, como las causas por las que la Tierra fue una bola de nieve en algunas épocas del pasado.

El aspecto de nuestro mundo ha cambiado mucho a lo largo del tiempo. En algunos momentos su aspecto podría incluso recordar a cualquier otro planeta exótico. Posiblemente nunca podremos realizar el viaje interestelar y no veremos directamente esos otros mundos, pero la ciencia nos permite saber cómo era la Tierra en el pasado, aunque no contemos con la máquina del tiempo que nos permita viajar a esos pasados.

A lo largo de la historia geológica de la Tierra ha habido épocas en las que nuestro planeta estaba cubierto casi o totalmente por el hielo y la nieve. Estos eventos de bola de nieve se dieron varias veces. Algunos de ellos han sido bien identificados como los dos últimos, uno hace 717 millones de años (717 Ma) y otro hace 645 Ma, denominadas glaciación Sturtian y Marinoan respectivamente. Fue justo al final del último de estos eventos cuando la vida compleja empezó a evolucionar sobre la Tierra.

Otros eventos de bola de nieve del Proterozoico serían la glaciación Baykonurian (hace 547 Ma), cuyo final coincide con la explosión del Cámbrico, y la glaciación Kaigas (hace 850 Ma). Además, se ha propuesto la presencia de este tipo de evento durante la glaciación Huronian (2,4-2,1 Ga) y la glaciación Pongola (hace 2,9 Ga).

Para hacernos una idea, podemos decir que la Tierra hace 700 Ma estaba cubierta por una capa de hielo de cientos de metros de espesor tanto en los océanos como en los continentes, aunque sobre los continentes podría haber alguna región seca en donde hubiera lagos hipersalinos. La temperatura media de la Tierra era de unos 38 grados centígrados bajo cero. Básicamente, la Tierra era un lugar inhabitable.

Afortunadamente estos eventos apocalípticos no fueron frecuentes a lo largo de la historia de nuestro mundo, pero esto es también lo que hace difícil el estudio de este fenómeno, porque los datos disponibles no son abundantes. La tectónica y la erosión, además, van borrando las huellas que dejaron estos eventos. Encima, cuanto más atrás en el tiempo echemos la vista, menos se parece la Tierra al mundo actual, por lo que es más complicado interpretar esos datos del pasado bajo los conocimientos adquiridos en el presente.

Los geólogos discuten sobre el alcance de algunas de estas glaciaciones globales, sobre todo acerca de si el hielo cubría o no el 100% de la superficie. Pero, sobre todo, desde hace décadas debaten sobre las causas que produjeron estos eventos.

Ahora, científicos de la Universidad de Harvard proponen una nueva idea que parece que pueda solucionar el misterio. Según ellos, el culpable de uno de estos eventos sería cierta región volcánica activa colocada en el lugar y momentos justos.

Para que un planeta como la Tierra entre en un periodo de bola de nieva se necesita que se acumule suficiente hielo y nieve en la superficie como para que el albedo suba (el hielo y la nieve reflejan mucha luz) por encima de un valor crítico que permita un ciclo de retroalimentación. Una vez que pasa esto, se produce un efecto de enfriamiento descontrolado. La cuestión es qué es lo dispara en primer lugar esa rebaja de la temperatura que produzca esta acumulación excesiva de hielo.

Una hipótesis apuntaba a que un gran meteorito podría chocar contra la Tierra, lo que inyectaría suficiente polvo a la atmósfera como para bloquear suficiente luz del Sol durante un par de años. Otras hipótesis apuntan a un efecto similar de introducción de polvo y cenizas mediante erupciones volcánicas masivas.

Otra hipótesis sugiere la aparición de algún microorganismo que eliminara grandes cantidades de dióxido de carbono de la atmósfera y que se depositara al final de sus días en el fondo marino sin descomponerse, por lo que ese carbono quedaría atrapado. Sin el efecto invernadero proporcionado por este gas, el clima se enfriaría rápidamente.

Sin embargo, ninguna de estas ideas tienen suficientes pruebas físicas que la respalde.

Una de las explicaciones más populares en el mundo académico apunta a la meteorización, un proceso mediante el cual se secuestra carbono a través de la meteorización de las rocas continentales. Cuando el supercontiente Rodinia se rompió hace 750 Ma, los nuevos continentes que surgieron se dispusieron a lo largo del ecuador en donde el clima es cálido y húmedo, lo que favorece la meteorización. Además, aparecieron grandes regiones volcánicas según se daba el proceso de fragmentación continental y las rocas generadas por el vulcanismo son bastante vulnerables a la meteorización.

Sólo hay un problema: que la meteorización es un proceso muy lento. Este proceso se da continuamente, pero el clima terrestre se autocorrije, ya que un clima más frío produce menos meteorización. Además, las erupciones volcánicas producen dióxido de carbono que calienta el clima, por lo que esas erupciones masivas quizás no consiguiesen enfriar el clima.

Así que, bajo este escenario, un enfriamiento descontrolado sólo se puede dar si el efecto de la meteorización es superior al de los otros factores, según Francis Macdonald (Universidad de Harvard).

En 2010 Macdonald publicó un artículo en el que definía con precisión la época de la glaciación Sturtian: comenzó hace 717 Ma. Además, al poco tiempo dató la región volcánica denominada Gran Provincia Ígnea Franklin (Franklin LIP en sus siglas inglesas) y descubrió que su actividad se dio justo cuando empezó la glaciación Sturtian. Así que se preguntó si estos dos fenómenos estaban conectados.

Armados con estos resultados, Macdonald y Robin Wordsworth empezaron a trabajar sobre el asunto. Así que usaron una combinación de pruebas geológicas y modelos para demostrar que el culpable de esa glaciación fue Franklin LIP.

En el artículo que han escrito dicen demostrar que la actividad de Franklin LIP pudo causar un enfriamiento descontrolado debido a una combinación única de factores. El primero de esos factores es que Franklin LIP se dio en una región rica en azufre que ayudaría a la producción de grandes penachos de gas caliente y polvo que introdujo un aerosol de compuestos de azufre (principalmente SO₂ y H₂S ) a gran altura en la atmósfera. Esas partículas de aerosol bloquean la luz sol y, a la vez, impiden que el calor de la Tierra escape fácilmente al producir efecto invernadero dependiendo de la localización.

Según el registro geológico Franklin LIP estaba sobre el ecuador, en donde se recibe más irradiación solar. Según los modelos si se introducen suficientes partículas de azufre en la estratosfera sobre el ecuador, entonces pueden bloquear suficiente luz solar como para producir un enfriamiento descontrolado.

Aunque el aerosol de azufre se hubiera repartido por la estratosfera, las regiones ecuatoriales habrían tenido siempre mayor densidad de él y el efecto seguiría dándose. Además, en un clima más frío, la estratosfera se acerca más a la superficie, lo que hace más fácil que las partículas de aerosol la alcancen. Según los cálculos realizados, las erupciones deberían haberse dado durante cinco años para producir el efecto bola de nieve.

Las pegas de esta teoría son que quizás las erupciones mencionadas coincidirían en el tiempo con el evento de bola de nieve, pero que no fueran su causa. Además, la idea explica, o trata de explicar, uno de los eventos en concreto de los varios que se dieron en el pasado. Sobre todo, no explica la glaciación Marinoan que se dio inmediatamente después, pues no hay erupciones masivas asociadas a esa otra época.

Aunque el evento de la bola no nieve no fuera causado por estas erupciones, los resultados de sus modelos son científicos y se pueden aplicar a otros escenarios. Macdonald señala algo interesante sobre la aplicación de los resultados de esta teoría a los tiempos actuales.

En nuestra obsesión por seguir con nuestro estilo de vida y seguir quemando combustibles fósiles, algunos han llegado a proponer un proyecto de geoingeniería consistente en inyectar grandes cantidades de aerosoles de azufre en la estratosfera para así frenar el calentamiento global. Si sucumbimos a esa tentación (o a la tentación de llevarse grandes cantidades de dinero por parte de las empresas que lo llevarían a cabo) puede que al final terminemos provocando un evento de bola de nieve, un invierno total y permanente.

Por otro lado, este tipo de resultados nos tiene que hacer reflexionar sobre lo afortunados que somos al vivir un época geológicamente estable. Quizás sea precisamente por esta razón por la que la especie humana ha podido evolucionar culturalmente. Esto no sería más que una probable contingencia de vivir en un planeta más o menos estable cuyo ritmo se mide en unidades de millones de años. Algo que nosotros estamos ahora cambiando con nuestras rápidas emisiones de gases de efecto invernadero en la escala del par de siglos.

La erupción del famoso volcán islandés de hace unos años nos recordó que esta paz geológica se puede romper en cualquier momento y que un conjunto de (improbables) erupciones volcánicas masivas pueden colocarnos en otro escenario en cualquier momento.

Actualización:
En NeoFronteras ya hemos visto anteriormente cómo funciona el termostato geológico. Pero no está de más recordar cómo la Tierra sale de este estadio de bola de nieve. Con la superficie congelada, con pocas rocas expuestas y con un clima de ese tipo, la meteorización que secuestra el dióxido de carbono se ralentiza. Por otro lado, los volcanes van acumulando dióxido de carbono en la atmósfera hasta que el efecto invernadero provocado por él funde la capa helada.

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Fuentes y referencias:
Artículo original
Foto volcán Ijen: NeoFronteras.