Qué congeló la Tierra hace 650 millones de años y por qué hoy sería imposible

Un estudio de científicos del Observatorio Astronómico de Trieste, en Italia, determinó que hace entre 700 y 600 millones de años, la disposición del supercontinente Rodinia, la menor luminosidad del Sol y la alta reflectancia de una superficie terrestre sin vegetación pudieron empujar a la Tierra a una fase de glaciación global conocida como “Snowball Earth”, informó el portal científico Phys.org.

El trabajo, publicado en la revista científica International Journal of Astrobiology, también determinó que un episodio equivalente no podría ocurrir actualmente por la combinación de un Sol más brillante, la presencia de plantas y un efecto invernadero más intenso.

El análisis identificó un umbral: con una irradiación solar equivalente al 95% de la actual, suficiente para ese intervalo temporal, la Tierra podía entrar en una congelación global con concentraciones de dióxido de carbono de hasta 1.000 ppm (partes por millón de moléculas en la atmósfera) si los continentes desnudos de Rodinia reflejaban bastante radiación solar. Como referencia, la concentración media atmosférica de CO2 de los últimos 12 meses es de casi 428 ppm.

La investigación se centró en el Neoproterozoico, también llamado Proterozoico tardío, un período que se extendió desde hace mil millones de años hasta hace 541 millones de años y que estuvo marcado por oscilaciones climáticas extremas, la fragmentación de Rodinia y el ascenso de la vida compleja multicelular.

En ese tramo también ocurrieron varias glaciaciones globales, entre ellas la última y más conocida, fechada entre hace 650 y 635 millones de años, poco antes del Cámbrico.

El supercontinente desnudo amplificó el enfriamiento global

La hipótesis de la “Snowball Earth” fue formulada para explicar pruebas geológicas de antiguas glaciaciones en latitudes tropicales, señaló el portal. Para examinar qué combinación de factores podía desencadenar ese estado, los investigadores aplicaron un modelo climático simplificado.

Dicho modelo partió de cuatro variables básicas que controlan el clima terrestre: la luminosidad solar, la concentración de gases de efecto invernadero en la atmósfera, la configuración de los continentes y la reflectancia del suelo, conocida como albedo.

En el Proterozoico tardío, la masa continental estaba dominada por Rodinia, cuyo núcleo era Laurentia y cuyos bloques menores se agrupaban cerca del ecuador y cubrían los trópicos. Esa ubicación era decisiva porque concentraba la radiación solar más intensa sobre superficies muy reflectantes. En ausencia de árboles o vegetación, el terreno estaba formado por granito desnudo con una reflectancia del 35%.

Los autores también evaluaron el papel de las retroalimentaciones climáticas. La más importante para una glaciación global era la del hielo y el albedo: al formarse hielo, la superficie blanca podía reflejar hasta el 90% de la luz solar entrante, lo que enfriaba todavía más el planeta y favorecía nueva formación de hielo.

Otro mecanismo relevante era la meteorización de rocas silicatadas, un proceso químico entre roca, agua y dióxido de carbono que retira CO2 de la atmósfera y reduce su efecto invernadero. Ese carbono termina transportado hacia ríos y océanos y contribuye a aumentar la acidificación oceánica.

La vegetación y el Sol actual alejan una nueva “Snowball Earth”

Cuando los investigadores simularon una Tierra antigua con los continentes en las posiciones actuales, el umbral cambiaba de forma marcada: la congelación global solo podía activarse con concentraciones de CO2 de hasta 400 ppm, mientras que por encima de ese nivel, el efecto invernadero bastaba para impedir una cobertura total de hielo.

El trabajo sostuvo que diferencias que parecen pequeñas bastaban para cambiar de estado climático: un Sol 5% menos luminoso y una reflectancia terrestre aproximadamente 20% mayor podían inducir una Tierra completamente helada.

En cambio, bajo las condiciones actuales del Sol, incluso una distribución continental ecuatorial como la de Rodinia solo permitiría una “Snowball Earth” con CO2 inferior a 100 ppm.

Los autores indicaron que por encima de 200 ppm no serían posibles regiones heladas extensas en ese escenario moderno. Cerca de ese umbral y con continentes desnudos, alrededor del 70% del planeta podría quedar cubierto de hielo con una distribución tipo Rodinia y el 30% con la distribución continental actual.

La presencia de vegetación altera ese cuadro porque las plantas reflejan menos luz solar que la roca y la tierra desnudas. El estudio calculó que en el pasado un albedo terrestre de 15% o menos bastaba para impedir una “Snowball Earth” con 400 ppm de CO2.

“Los resultados de nuestro análisis indican que el valor del albedo terrestre, asociado con la presencia de vegetación, desempeñó un papel importante para evitar el desencadenamiento de una Snowball, que habría requerido valores mucho más bajos de concentración de CO2 que los que presumiblemente existían en esos tiempos. El aumento de la luminosidad solar reforzó este efecto, haciendo una Snowball todavía menos probable”, determinó el equipo.

Conforme al estudio, una nueva “Snowball Earth” no puede ocurrir hoy porque el planeta recibe más energía del Sol, tiene abundante vida vegetal, los continentes están distribuidos de otra manera y el efecto invernadero actual es mayor por la quema de combustibles fósiles.

El trabajo añadió que todavía queda por evaluar otro factor: las plantas modifican el ciclo del agua mediante la evapotranspiración, es decir, la liberación de humedad desde sus hojas y tejidos hacia el aire, lo que aumenta el vapor de agua atmosférico, otro potente gas de efecto invernadero.