Hace 2400 millones de años la superficie continental era dos tercios la actual, pero un cambio geológico a gran escala provocó que apareciera nueva superficie continental abruptamente.
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Ahora que el tema de los exoplanetas está de moda, podemos recordar que se han propuesto casos de supertierras en los que todo el planeta esté cubierto por un océano global somero. Un planeta telúrico, aunque tenga tectónica, puede tener una gravedad bastante más intensa que impida que se levanten mucho continentes y cadenas montañosas.
Podemos imaginar, sólo imaginar, uno de estos planetas oceánicos con vida y con sólo unas pocas islas volcánicas emergidas. Pero entre ese caso y la Tierra o un planeta con unos pocos pequeños mares no conectados puede haber toda una panoplia de casos. Uno de esos casos intermedios puede que se diera en nuestro planeta hace mucho tiempo.
La actividad tectónica sólo está presente ahora en uno de los cuatro planetas rocosos del Sistema Solar: la Tierra. Los demás no tienen esa actividad y tampoco tienen vida. Se ha propuesto que la tectónica de placas es un requisito para que haya vida. También se sabe que juega un papel esencial como parte del termostato global que mantiene las condiciones de habitabilidad de nuestro mundo. Saber cómo fue la tectónica en el pasado de la Tierra es, por tanto, importante. Pero no es fácil.
Ahora se publica un estudio, liderado por lya Bindeman (University of Oregon), en el que se sostiene que la Tierra de hace miles de millones de años tenía sólo dos tercios de la superficie continental que tiene ahora. Ese mundo era entonces, por tanto, más «acuático». Un proceso rápido desde el punto de vista geológico hace 2400 millones de años levantó más masa continental y esto produjo profundos cambios en la Tierra, sobre su clima y sobre la vida que contenía.
El estudio está basado en las proporciones de los isótopos 16, 17 y 18 del oxígeno de rocas sedimentarias, en concreto pizarras, de distintas épocas. Estas muestras, recolectadas de distintas partes del mundo muestran señales de meteorización de rocas, es decir de la actividad de la lluvia sobre rocas continentales expuestas a la intemperie. Algunas de estas muestras son de hace 3500 millones de años o más. El cambio de las proporciones de estos isótopos a lo largo del tiempo geológico ha permitido a este grupo de investigadores reconstruir la evolución geológica de nuestro planeta.
Uno de los aspectos más interesantes de este tipo de estudio es que permite saber cuándo se exponía nueva corteza continental a la lluvia y atmósfera y cuándo se estableció el moderno proceso hidrológico de meteorización sobre grandes continentes y transporte de agua sobre ellos.
El oxigeno 17 es un isótopo raro comparable con el 16, mucho más común, pero es estable. A partir de él y del isótopo 18 del mismo elemento se puede deducir el grado de meteorización que se daba cuando se formó la roca sedimentaria que contenga esos isótopos. Estos investigadores han analizado el contenido de estos isótopos en 278 muestras de pizarra procedentes tanto de afloramiento rocosos como de testigos de perforación y con una gama de edades que se extiende durante 3700 millones de años.
Según este registro isotópico, hace 2400 millones de años la superficie continental era dos tercios la actual, pero un cambio a gran escala de la dinámica del manto terrestre provocó que apareciera nueva superficie continental abruptamente. Esta aparición brusca de nueva tierra emergida tiene un reflejo en los ratios de estos isótopos.
Esto coincidiría con la hipótesis de que en esa época diversos continentes habría colisionado formando el primer supercontinente de la Tierra: Kenorland. En este supercontinente se habrían formado por primera vez altas cadenas montañosas y altiplanos.
«La corteza necesita ser gruesa para para expulsar el agua. El grosor depende de su cantidad y además de la regulación térmica y viscosidad del manto. Cuando la Tierra estaba caliente y el manto era blando y grande, no se podían sostener montañas altas. Nuestro datos indican que esto cambió exponencialmente hace 2400 millones de años. El manto más frío fue capaz de aguantar una gran franja de tierra por encima del nivel del mar», dice Bindeman.
Este estudio, que propone un cambio brusco en un solo escalón, contrasta con las hipótesis anteriores que proponían cambios más graduales, con una aparición de nueva corteza emergida entre hace 3500 y 1100 millones de años.
Las temperaturas superficiales en aquel entonces sobre las nuevas tierras emergidas posiblemente eran superiores en unas decenas de grados a las actuales. La nueva tierra emergida permitió un incremento de la meteorización, por lo que se consumió gran cantidad de dióxido de carbono, lo que redujo el efecto invernadero y la temperatura media global.
Ahora los continentes absorben más luz debido a que están cubiertos de vegetación, pero esto no se daba en esa época, pues toda la vida estaba en el mar y no habían evolucionado los seres pluricelulares y mucho menos plantas. Los continentes de esa época, por tanto, reflejaban mucha más luz. Por consiguiente, el aumento súbito de tierra emergida cambio el albedo de nuestro planeta.
En ausencia de mucha superficie continental emergida, los fotones del Sol interactúaban con el agua y lo calentaban, como pasaba hace más de 2400 millones de años. Una superficie más reflectiva, como las rocas de los nuevos continentes que aparecieron después, hizo que el planeta pasara de ser oscuro con nubes blancas a tener más masa continental que reflejaba más luz, lo que aumentó el albedo. Al reflejarse más luz al espacio se rebajó aún más la temperatura, lo que daría lugar, según los autores del estudio, a una glaciación descontrolada.
Esta reducción del efecto invernadero y aumento del albedo produciría una serie de episodios de glaciación que se prolongaron entre hace 2400 y 2200 millones de años. Esto pudo generar la Gran Evento de Oxidación durante el cual cambios en la atmósfera dieron lugar a grandes cantidades de oxígeno libre en el aire, lo que oxidó las rocas de la época e hizo que fueran más rojas al contener hierro, en contraste con las rocas previas que son grises.
El evento propuesto coincide también con la transición de eon Arcaico en el que las formas de vida procariota simples, como las bacterias y arqueas, dieron lugar las formas unicelulares más complejas (eucariotas) del Proterozoico, lo que permitió más tarde la evolución de algas, hongos y plantas.
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Fuentes y referencias:
Artículo original. [2]
Ilustración: Ilya Bindeman