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Analizando la hipótesis de “Snowball Earth”
Alberto González Fairén

El descubrimiento de sedimentos de origen glacial en latitudes ecuatoriales de la Tierra, en los años 60 del siglo pasado, ha servido para sugerir que el hielo cubrió la superficie de nuestro planeta por completo hace entre 750 y 550 millones de años. Investigaciones recientes ofrecen nuevas perspectivas sobre el fenómeno y plantean preguntas adicionales.
arios modelos sugieren que la Tierra se cubrió de hielo hasta latitudes tropicales (Figura 1) durante el periodo Neoproterozoico (desde hace 1.000 hasta hace 542 millones de años), en una serie de glaciaciones (al menos tres, ver Figura 2) ocurridas hace aproximadamente 750 y 550 millones de años. Llevando esta idea al extremo, la hipótesis conocida como “Snowball Earth” sostiene que la extensión del hielo pudo ser tan amplia que el planeta se congeló por completo (Figura 3). Se trata de episodios singulares en la historia de la Tierra, y de hecho no hay registro geológico de procesos similares ni antes ni después del Neoproterozoico.

El origen de estos episodios se encontraría en cambios profundos del clima de la Tierra, debidos a variaciones en la concentración de dióxido de carbono atmosférico. Una vez que un episodio de glaciación comenzaba, la cubierta de hielo obligaría al CO2 explusado por los volcanes a permanecer en la atmósfera, en lugar de ser reciclado en la litosfera. La acumulación de CO2 calentaría el planeta lo suficiente como para fundir el hielo. Al retirarse los hielos, el abundante CO2 de la atmósfera sería eliminado por procesos químicos, hasta el punto en que volvería a ser muy escaso, incapaz de calentar la superficie, lo que permitiría el avance de los hielos de nuevo hacia el ecuador. En ese momento, dado que una superficie cubierta de hielo refleja la radiación solar de forma mucho más efectiva que las rocas, la glaciación se retroalimentaría y el planeta volvería a cubrirse de hielo. De hecho, la glaciación global parece inevitable una vez que las masas de hielo alcanzan latitudes entre 30 y 40°.
Distribución de depósitos glaciales...
Figura 1: Distribución de depósitos glaciales datados en el Neoproterozoico (puntos rojos). (L. D. Roper) Click para ampliar!
Glaciaciones en el Neoproterozoico
Figura 2: Glaciaciones en el Neoproterozoico. (L. D. Roper)
Los procesos químicos responsables del secuestro del CO2 atmosférico estarían dirigidos por la alteración de los silicatos: la alteración química de los silicatos genera cationes que se unen al CO2 atmosférico para formar carbonatos. Y la velocidad de alteración de los silicatos depende del clima: en climas cálidos y húmedos la alteración es más rápida que en zonas frías y secas, y por lo tanto también es más rápido el secuestro del CO2 en carbonatos en climas cálidos. Este proceso está en la base de la estabilidad del clima de la Tierra, incluso hoy en día. Los episodios de “Snowball Earth” serían así anomalías debidas a la eliminación excesiva de CO2 de la atmósfera, secuestrado en forma de los extensos sedimentos de carbonatos presentes en el registro geológico y datados en el Neoproterozoico (Figura 4).

Uno de los aspectos que no quedan claros en la hipótesis de “Snowball Earth” es el tiempo necesario para eliminar el CO2 de la atmósfera: la duración de los periodos sin hielo (que han sido bien datados en el registro geológico en decenas de millones de años) es un orden de magnitud superior a la esperada conociendo las tasas de eliminación del CO2 de la atmósfera (que debería ser de sólo millones de años). En noviembre de 2011, el equipo de Benjamin Mills, de la Universidad de East Anglia en Reino Unido, sugirió que la cantidad de silicatos susceptibles de ser alterados durante los periodos interglaciales podría haber sido muy pequeña en relación a la cantidad de CO2 en la atmósfera. La roca madre rica en silicatos habría estado cubierta por gruesas capas de sedimentos, como es característico de las zonas tropicales hoy en día. Por lo tanto, la capacidad de la Tierra para eliminar el exceso de CO2 atmosférico de una forma rápida mediante procesos químicos habría sido limitada, lo que explicaría la excesiva duración de los periodos cálidos interglaciales.
Fases de “Snowball Earth”
Figura 3: Fases de “Snowball Earth”. (University of Bristol)
Pero la hipótesis de “Snowball Earth” se enfrenta a un problema de más difícil solución. En octubre de 2011, el equipo de Pierre Sansjofre, de la Sorbona, presentó evidencias de que la concentración de CO2 atmosférico al final de los periodos glaciales era mucho menor de la requerida para descongelar la Tierra, y por lo tanto sus resultados cuestionan seriamente el propio concepto de “Snowball Earth”. Para descongelar el planeta, la concentración de CO2 debería haber estado alrededor del 12% en la atmósfera, unas 300 veces superior a la actual. El grupo de Sansjofre analizó sedimentos de carbonatos depositados hace 635 millones de años, situados justamente encima de una serie concreta de depósitos glaciales del Neoproterozoico. Sus resultados demuestran que las concentraciones de CO2 características de la atmósfera en la que precipitaron esos carbonatos eran similares a las actuales. Además, la concentración de oxígeno estaría alrededor del 1%, muy lejos del 21% actual. Estos valores serían absolutamente insuficientes para revertir un episodio de “Snowball Earth” y recalentar el planeta. Por lo tanto, o bien se pone en cuestión la existencia misma de episodios de congelacion planetaria en la historia de la Tierra, o bien se recurre a la presencia de otros gases atmosféricos capaces de calentar la superficie para compensar la escasez de CO2. La respuesta podría estar en el metano, ya que las bajas concentraciones de oxígeno permitirían la estabilidad del CH4 en la atmósfera.
Plataforma de carbonatos neoproterozoicos
Figura 4: Plataforma de carbonatos neoproterozoicos expuesta en Namibia, cerca del desierto. (P. Hoffman) Click para ampliar!
 
 
Ithaca (New York), EEUU, 06 de Noviembre de 2012.
 
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