Científicos documentan la temperatura oceánica más fría registrada en la historia de la Tierra
Ilustración que muestra la Tierra durante el período Criogénico. Este período geológico duró de 850 a 635 millones de años e incluyó varias glaciaciones globales que cubrieron toda la Tierra (la hipótesis de la "Tierra bola de nieve"). Este es nuestro planeta durante la glaciación Sturtiana (hace entre 750 y 700 millones de años), con el supercontinente Rodinia comenzando a desintegrarse.
Hace unos 700 millones de años, la Tierra quedó sepultada bajo una capa de hielo de cientos de metros de espesor, un estado de congelación que los científicos denominan "Tierra bola de nieve". Los océanos se enfriaron, pero lograron retener algo de calor para evitar la congelación.
Ahora, los investigadores tienen una estimación, publicada en Nature Communications, de cuán fríos y salados eran los océanos durante este período.
Al analizar los datos de los depósitos rocosos, los autores del estudio estiman que las temperaturas del mar eran de -15 °C. Eso es aproximadamente 12 °C más frío que incluso las temperaturas oceánicas más frías de la actualidad.
El estudio también señala que la salinidad era más de cuatro veces mayor, lo que permitía que el océano se enfriara extremadamente sin llegar a congelarse. Estas estimaciones sugieren que todos los microbios, fitoplancton, algas y esponjas que vivían en la Tierra durante esta época soportaron condiciones aún más duras de lo que los científicos sospechaban.
"Estas nuevas cifras de temperatura y salinidad elevan el nivel de estrés medioambiental", dice el coautor del estudio, el geólogo Ross Mitchell, de la Academia China de Ciencias de Pekín.
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Una anomalía en las rocas antiguas
La investigación del equipo se inició cuando otro coautor del estudio, el geólogo Paul Hoffman, de la Universidad de Victoria en Columbia Británica, se preguntó si la temperatura del océano de la Tierra bola de nieve podría explicar una anomalía en los datos recopilados anteriormente de las capas de hierro depositadas en las rocas del fondo marino.
Estas bandas de óxido se formaron porque los océanos recibieron repentinamente pulsos de oxígeno que reaccionaron con el hierro disuelto que se había acumulado en el agua.
Según una investigación dirigida por otro de los coautores del estudio, el geólogo Maxwell Lechte, de la Universidad de Melbourne, los depósitos de hierro se encontraban cerca de antiguas costas donde los glaciares se encontraban con el mar y el agua de deshielo rica en oxígeno bajo el hielo se filtraba en el océano.
Pero los depósitos durante la Tierra bola de nieve tenían partículas de hierro mucho más pesadas que las capas de hierro que se depositaron en las rocas oceánicas hace unos 2400 millones de años; Hoffman se preguntó si las temperaturas que existían en el océano bola de nieve causaron estos depósitos de hierro.
Mitchell trabajó entonces con los autores principales del estudio, los geoquímicos Kai Lu y Lianjun Feng, también de la Academia China de Ciencias, quienes calcularon la temperatura del océano que podría explicar el exceso de partículas de óxido más pesadas: unos gélidos -15 °C.
"Me gusta el enfoque que utilizaron", comenta el geoquímico Timothy Conway, de la Universidad del Sur de Florida, que no participó en el estudio. "Se basa en datos experimentales y en un modelo teórico en el que han hecho suposiciones, pero parece tener sentido".
El equipo también consideró la posibilidad de que la anomalía fuera causada por partículas de hierro más pesadas presentes en el océano Snowball debido a la erosión glacial en tierra o a las fuentes hidrotermales, pero su análisis demostró que esto no era probable.
También calcularon que los océanos adyacentes a los márgenes de hielo debían de ser más de cuatro veces más salados para reducir el punto de congelación del agua lo suficiente como para evitar que se congelara.
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¿Cómo sobrevivió la vida en la Tierra durante este periodo helado?
Los científicos han estado estudiando cómo pudo sobrevivir la vida a la era criogénica, que incluye el período de la Tierra bola de nieve, además de otro episodio similar hace unos 650 millones de años.
Una teoría es que la vida se adaptó mejor a las condiciones extremas de oxígeno limitado y poca o ninguna luz, o que la vida persistió en los respiraderos hidrotermales, donde podía producir alimento a partir de otras sustancias químicas.
Otra teoría es que la vida sobrevivió en charcos de agua de deshielo sobre el hielo, como las cianobacterias y las algas que actualmente viven en la plataforma de hielo McMurdo en la Antártida.
"Estos entornos superficiales podrían haber permitido que una diversa variedad de vida persistiera y continuara evolucionando a lo largo de las glaciaciones", sostiene la geoquímica Fatima Husain, del Instituto Tecnológico de Massachusetts, que no participó en el estudio, pero dirigió una investigación sobre este tema el año pasado.
Otra posibilidad es que los organismos sobrevivieran o se trasladaran a los márgenes del hielo para acceder al oxígeno del agua de deshielo en la base del hielo. Pero habrían tenido que hacer frente a las condiciones extremas que predice el nuevo estudio. Esta posibilidad se ve reforzada por el hallazgo de bacterias que viven en salmueras igualmente frías y saladas bajo el hielo del lago Vida, en la Antártida.
"Seguimos aprendiendo más sobre lo extremo que fue el Criogénico", afirma Husain, "y eso hace que la persistencia y la diversificación de la vida después de ese periodo sean aún más sorprendentes".
