¿Qué causó el mayor evento de glaciación en la historia de la Tierra, conocido como 'Tierra de bola de nieve'? Los geólogos y los científicos del clima han estado buscando la respuesta durante años, pero la causa raíz del fenómeno sigue siendo difícil de alcanzar.
Ahora, los investigadores de la Universidad de Harvard tienen una nueva hipótesis sobre la causa de la glaciación desbocada que cubrió la Tierra de polo a polo en hielo.
La investigación se publica en Cartas de investigación geofísica .
Los investigadores han señalado el comienzo de lo que se conoce como el evento Tierra de bolas de nieve de Sturtian hace unos 717 millones de años, más o menos unos 100.000 años. En ese momento, un gran evento volcánico devastó un área desde la actual Alaska hastaGroenlandia. ¿Coincidencia?
Los profesores de Harvard Francis Macdonald y Robin Wordsworth pensaron que no.
"Sabemos que la actividad volcánica puede tener un efecto importante en el medio ambiente, por lo que la gran pregunta era cómo están relacionados estos dos eventos", dijo Macdonald, profesor asociado de Ciencias Naturales John L. Loeb.
Al principio, el equipo de Macdonald pensó que la roca basáltica, que se descompone en magnesio y calcio, interactuaba con el CO2 en la atmósfera y causaba enfriamiento. Sin embargo, si ese fuera el caso, el enfriamiento habría ocurrido durante millones de años y la radio-La datación isotópica de rocas volcánicas en el Ártico de Canadá sugiere una coincidencia mucho más precisa con el enfriamiento.
Macdonald se volvió hacia Wordsworth, quien modela climas de planetas no terrestres, y preguntó: ¿podrían los aerosoles emitidos por estos volcanes haber enfriado rápidamente la Tierra?
La respuesta: sí, en las condiciones adecuadas.
"No es exclusivo que grandes provincias volcánicas entren en erupción", dijo Wordsworth, profesor asistente de Ciencias e Ingeniería Ambiental en la Escuela de Ingeniería y Ciencias Aplicadas John A. Paulson de Harvard. "Este tipo de erupciones han sucedido una y otra veza lo largo del tiempo geológico, pero no siempre están asociados con eventos de enfriamiento. Entonces, la pregunta es, ¿qué hizo que este evento fuera diferente? "
Los estudios geológicos y químicos de esta región, conocida como la gran provincia ígnea de Franklin, mostraron que las rocas volcánicas estallaron a través de sedimentos ricos en azufre, que habrían sido empujados a la atmósfera durante la erupción como dióxido de azufre. Cuando el dióxido de azufre llega a la parte superiorcapas de la atmósfera, es muy bueno para bloquear la radiación solar. La erupción del Monte Pinatubo en Filipinas en 1991, que disparó alrededor de 10 millones de toneladas métricas de azufre al aire, redujo las temperaturas globales alrededor de 1 grado Fahrenheit durante un año.
El dióxido de azufre es más efectivo para bloquear la radiación solar si pasa la tropopausa, el límite que separa la troposfera y la estratosfera. Si alcanza esta altura, es menos probable que vuelva a la tierra en precipitación o se mezcle con otras partículas,extender su presencia en la atmósfera de aproximadamente una semana a aproximadamente un año. La altura de la barrera de la tropopausa depende del clima de fondo del planeta: cuanto más frío es el planeta, más baja es la tropopausa.
"En los períodos de la historia de la Tierra cuando hacía mucho calor, el enfriamiento volcánico no habría sido muy importante porque la Tierra habría estado protegida por esta cálida y alta tropopausa", dijo Wordsworth. "En condiciones más frías, la Tierra se vuelve especialmente vulnerable a tenereste tipo de perturbaciones volcánicas al clima "
"Lo que nuestros modelos han demostrado es que el contexto y los antecedentes realmente importan", dijo Macdonald.
Otro aspecto importante es donde las columnas de dióxido de azufre alcanzan la estratosfera. Debido a la deriva continental, hace 717 millones de años, la gran provincia ígnea de Franklin donde tuvieron lugar estas erupciones estaba situada cerca del ecuador, el punto de entrada para la mayor parte de la radiación solareso mantiene a la Tierra caliente.
Entonces, un gas reflector de luz efectivo ingresó a la atmósfera en la ubicación y altura correctas para causar enfriamiento. Pero se necesitaba otro elemento para formar el escenario de tormenta perfecto. Después de todo, la erupción de Pinatubo tuvo cualidades similares pero solo su efecto de enfriamientoduró aproximadamente un año.
Las erupciones que arrojaron azufre al aire hace 717 millones de años no fueron explosiones únicas de volcanes individuales como Pinatubo. Los volcanes en cuestión abarcaron casi 2,000 millas a través de Canadá y Groenlandia. En lugar de erupciones singularmente explosivas, estos volcanes pueden erupcionar máscontinuamente como los de Hawai e Islandia hoy en día. Los investigadores demostraron que una década más o menos de erupciones continuas de este tipo de volcanes podrían haber vertido suficientes aerosoles a la atmósfera para desestabilizar rápidamente el clima.
"El enfriamiento de los aerosoles no tiene que congelar todo el planeta; solo tiene que conducir el hielo a una latitud crítica. Luego el hielo hace el resto", dijo Macdonald.
Cuanto más hielo, más luz solar se refleja y más frío se vuelve el planeta. Una vez que el hielo alcanza las latitudes alrededor de la actual California, el circuito de retroalimentación positiva se hace cargo y el efecto de bola de nieve desbocada es prácticamente imparable.
"Es fácil pensar en el clima como este inmenso sistema que es muy difícil de cambiar y de muchas maneras es cierto. Pero ha habido cambios muy dramáticos en el pasado y existe la posibilidad de que ocurra un cambio repentino en elfuturo también ", dijo Wordsworth.
Comprender cómo ocurren estos cambios dramáticos podría ayudar a los investigadores a comprender mejor cómo ocurrieron las extinciones, cómo los enfoques de geoingeniería propuestos pueden afectar el clima y cómo cambian los climas en otros planetas.
"Esta investigación muestra que necesitamos alejarnos de un paradigma simple de exoplanetas, simplemente pensando en condiciones de equilibrio estables y zonas habitables", dijo Wordsworth. "Sabemos que la Tierra es un lugar dinámico y activo que ha tenido transiciones bruscas".Hay muchas razones para creer que las transiciones climáticas rápidas de este tipo son la norma en los planetas, más que la excepción ".
Fuente de la historia :
Materiales proporcionado por Harvard John A. Paulson School of Engineering and Applied Sciences . Original escrito por Leah Burrows. Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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