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Si bien la idea de hielo en el ecuador puede ser difícil de imaginar, existe evidencia convincente de que gran parte de la tierra y los océanos de la Tierra, si no todos, estuvieron alguna vez cubiertos por hielo, un evento conocido como » Tierra bola de nieve «.
Las rocas de Flinders Ranges de Australia del Sur contienen pistas de esta era de hielo extrema. Antes de que las fuerzas tectónicas trabajaran para levantar las montañas desde el fondo del océano hasta las alturas que ocupan hoy en día, el hielo glacial transportaba rocas desde lejos y las dejaba caer en el sitio. El hecho de que los cantos rodados se hayan depositado a unos pocos grados del ecuador solo puede significar una cosa; En algún momento de la historia de la Tierra, el hielo ocupó latitudes bajas.
Los análisis de estas rocas muestran que las condiciones de la Tierra Bola de Nieve comenzaron hace unos 700 millones de años y duraron casi 60 millones de años, terminando justo antes del mayor estallido de vida nueva del planeta. Pero una pregunta ha plagado a los investigadores durante casi un siglo: ¿cómo se las arregló la vida temprana para sobrevivir hasta ese punto? Con capas de hielo masivas que sellan el agua de la atmósfera, los océanos habrían tenido poco o ningún oxígeno para los habitantes.
Formaciones de hierro con bandas
Para responder a esta pregunta, un equipo de investigadores recurrió a capas de rocas sedimentarias ricas en hierro y sílice conocidas como formaciones de hierro en bandas (BIF), depositadas en el océano durante Snowball Earth y que ahora se encuentran en Flinders Ranges.
“De todas las rocas Snowball, las BIF son las únicas que son como un núcleo de hielo: una grabadora constante en el fondo del lecho marino que captura pistas sobre lo que sucedió durante Snowball Earth”, dice Ross Mitchell, geólogo de la Academia de Ciencias de China en Beijing, China, y autor principal de un nuevo estudio publicado en Nature Communications .
Formaciones de hierro en bandas que muestran la alternancia entre capas ricas en hierro (rojo) y ricas en sílice (blanco). Universidad de Southampton.
Los BIF se formaron cuando las capas de hielo marino impidieron el intercambio de oxígeno entre la atmósfera y el océano, lo que permitió que el hierro de las erupciones volcánicas submarinas se acumulara en el agua del mar. Sin embargo, las capas periódicas de sílice son evidencia de que también deben haber estado involucrados pulsos de oxígeno.
“Capas como esta no se forman cuando el océano está completamente sellado con hielo”, dice Mitchell.
Para examinar cómo pudo haber entrado el oxígeno en el océano durante la Tierra Bola de Nieve, él y sus colegas midieron hasta qué punto los BIF se magnetizaron cuando se expusieron a un campo magnético. Descubrieron que la sincronización de los cambios en la órbita de la Tierra (conocidos como ciclos de Milankovitch) se alineaba bien con la sincronización de las variaciones en las capas rocosas.
BIF y ciclos de Milankovitch
Los ciclos de Milankovitch se refieren a los cambios periódicos en la forma de la órbita de la Tierra, junto con su inclinación y oscilación, durante decenas de miles de años. Los cambios afectan la posición de la Tierra en relación con el Sol y la cantidad de radiación solar que llega a su superficie, lo que a su vez influye en el clima de la Tierra.
Una posible interpretación del hallazgo más reciente es que los ciclos de Milankovitch hicieron que las capas de hielo avanzaran y retrocedieran al ritmo de los cambios en la radiación solar entrante. Esto explicaría por qué rocas, como las de las cordilleras Flinders, alternan entre las capas sedimentarias de BIF y los depósitos glaciares.
Los investigadores informan que los BIF se depositaron durante cientos de avances y retrocesos glaciares durante un período de cuatro millones de años. “Nuestros nuevos datos sugieren que la retirada del hielo abrió áreas libres de hielo, lo que permitió que el oxígeno se mezclara con los océanos y permitiera que la vida persista durante la Tierra Bola de Nieve”, dice Mitchell.
Un «dropstone» glacial con una superficie rayada que está ligada al movimiento del hielo. Universidad de Southampton.
Líneas de puesta a tierra
La teoría de que Snowball Earth experimentó una serie de avances y retrocesos glaciares, permitiendo que el oxígeno persista en sus océanos y, a su vez, permitiendo que la vida sobreviva, encaja bien con una existente.
Durante los avances de las capas de hielo continentales, la presión del hielo superpuesto provoca el derretimiento debajo del glaciar. En las líneas de conexión a tierra (donde las capas de hielo se encuentran con el océano), el agua de deshielo ingresa al océano, junto con el oxígeno que quedó atrapado en el interior como burbujas de aire cuando se formó el hielo.
Los sedimentos de todo el mundo aportan evidencia de que esto ocurrió durante Snowball Earth. El proceso fue esencialmente una «bomba de oxígeno», similar a lo que está sucediendo en los lagos subglaciales de hoy, dice Galen Halverson, geólogo de la Universidad McGill en Québec, Canadá, que no participó en el estudio.
Halverson y su equipo de investigadores examinaron los BIF en un estudio de 2019 y encontraron que la convergencia de agua de deshielo rica en oxígeno y agua de mar rica en hierro en las líneas de conexión a tierra probablemente proporcionó suficiente energía para mantener la vida durante este tiempo. El avance y retroceso del hielo debido a los ciclos orbitales de la Tierra podría haber abierto más áreas en el océano y haber contribuido a esta bomba de oxígeno en las líneas de conexión a tierra durante Snowball Earth.
“No veo por qué no pueden coexistir ambas [ideas]”, dice Halverson. “Los BIF son esta pista fundamental que nos ha quedado de Snowball Earth que puede ayudar a explicar cómo existía el oxígeno en los océanos y cómo permitía que la vida, como las algas, sobreviviera”.
