Este artículo fue publicado originalmente en Eos. La publicación contribuyó con el artículo a Expert Voices: Op-Ed & Insights de Space.com.
La Tierra se congeló hace más de 717 millones de años. El hielo descendió desde los polos hasta el ecuador, y los oscuros mares subglaciales se asfixiaron sin luz solar para impulsar la fotosíntesis. La Tierra se convirtió en un mundo extraño e irreconocible: una “Tierra bola de nieve”, donde incluso el agua estaba más fría que helada.
En Nature Communications, los investigadores informaron de la primera temperatura del mar medida a partir de un episodio de bola de nieve en la Tierra: −15°C ± 7°C. Si esta cifra se mantiene, será la temperatura del mar medida más fría en la historia de la Tierra.
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“Estamos lidiando con salmueras saladas”, dijo Ross Mitchell, geólogo del Instituto de Geología y Geofísica de la Academia de Ciencias de China. “Eso es exactamente lo que se ve hoy en la Antártida”, añadió, excepto que las salmueras de la Tierra como bola de nieve estaban un poco más frías que incluso el lodo salado de -13°C del lago Vida cubierto de hielo de la Antártida hoy.
Hierro pasado
La bola de nieve de Sturtian fue una catástrofe climática descontrolada que se produjo porque el hielo refleja más luz solar que la tierra o el agua. El hielo reflejó la luz del sol, lo que enfrió el planeta, lo que hizo más hielo, lo que reflejó más luz del sol y así sucesivamente, hasta que el mundo entero acabó enterrado bajo glaciares que podrían haber tenido hasta un kilómetro de espesor.
Esta época inusual dejó rocas inusuales: formaciones de hierro rojo oxidado que se acumularon donde los glaciares continentales se encontraban con los mares cubiertos de hielo. Para medir la temperatura de la Tierra como una bola de nieve, el equipo ideó una nueva forma de utilizar ese hierro como termómetro.
Las formaciones de hierro se acumulan en agua rica en hierro disuelto. El oxígeno transforma la forma “férrica” verdosa y fácilmente disuelta del hierro en hierro “ferroso” rojo oxidado que permanece sólido. Es por eso que casi todas las formaciones de hierro son antiguas, reliquias de una época anterior a que la atmósfera de la Tierra comenzara a llenarse de oxígeno hace unos 2.400 millones de años, o de la más reciente Tierra bola de nieve, cuando los mares estaban sellados bajo el hielo. Incapaz de absorber oxígeno del aire o de la fotosíntesis, el agua de mar oscura y cubierta de hielo de la Tierra se quedó sin oxígeno.
El hierro-56 es el isótopo de hierro más común, pero el hierro-54, más ligero, se oxida más fácilmente. Entonces, cuando el hierro se oxida en el océano, el hierro disuelto restante se enriquece con el isótopo más pesado. A lo largo de muchos ciclos de oxidación parcial y limitada, como lo que ocurrió en la anóxica Tierra Arcaica, este enriquecimiento crece, razón por la cual las antiguas formaciones de hierro contienen hierro isotópicamente muy pesado en comparación con los minerales de hierro que se formaron después de que la atmósfera y los océanos de la Tierra se llenaran de oxígeno.
El hierro de la Tierra Bola de Nieve también es pesado, incluso más que las formaciones de hierro del pasado lejano y preoxígeno. Los investigadores se dieron cuenta de que la temperatura podría ser la explicación: los minerales de hierro que se forman en agua fría acaban siendo istópicamente más pesados. No sabemos exactamente qué tan caliente hacía cuando se acumularon las antiguas formaciones de hierro, pero probablemente fue más cálido que durante la Tierra bola de nieve, cuando los glaciares alcanzaron el ecuador. Utilizando una estimación previa de 25°C para la temperatura del agua de mar Arcaica, el equipo calculó que las aguas que formaron las formaciones de hierro de la Tierra como bola de nieve probablemente habrían sido 40°C más frías.
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“Es una forma novedosa y muy interesante de obtener algo diferente a partir de datos de isótopos de hierro”, dijo el geoquímico Andy Heard del Instituto Oceanográfico Woods Hole, que no participó en el estudio. “Es una situación divertida, al revés, en la que se utilizan rocas aún más antiguas como base para comprender algo que se formó hace 700 millones de años”.
En parte debido a esa situación atrasada, Heard cree que el estudio se interpreta mejor cualitativamente como evidencia sólida de que el agua de mar estaba realmente fría, pero tal vez no como que estuviera exactamente a -15°C.
El equipo también analizó isótopos de estroncio y bario para determinar que el agua de mar de la Tierra como bola de nieve era hasta 4 veces más salada que el océano moderno. Jochen Brocks, de la Universidad Nacional de Australia, que no participó en el estudio, dijo que los resultados de los investigadores se alinean con su propio análisis de salinidad de los sedimentos de la Tierra bola de nieve de Australia, basado en un método diferente. Esas rocas se formaron en una salmuera que Brocks cree que era lo suficientemente salada como para alcanzar los -7°C antes de congelarse. Otro grupo que llega a una conclusión similar utilizando diferentes métodos hace que ese escenario extremo parezca mucho más plausible, dijo.
“Fue genial recibir la confirmación adicional de que en realidad hacía mucho, mucho frío”, dijo.
Lea el artículo original en EOS.org.