Historia Geológica. Glaciaciones Prepaleozoicas.
 

Primeras Glaciaciones.

Según los geólogos de Caltech Dave Evans y Joseph Kirschvink la primera evidencia de una glaciación severa, capaz de llevar el hielo hasta el ecuador, se remonta a hace unos 2.300 Ma. Sus conclusiones se basan en la presencia de depósitos glaciares en rocas de Sudáfrica junto con evidencias magnéticas que muestran donde se encontraba la placa de Sudáfrica en aquel momento.

Para Kirschvink, quien fue el primero en proponer la teoría "Snowball Earth", probablemente sólo ha habido dos episodios en la historia de la Tierra en los que se llegara a tales extremos de glaciación; el primero hace entre 900 y 600 Ma, durante el Neoproterozoico, y el otro, en el Paleoproterozoico, hace unos 2.300 Ma. El estudio de las rocas de Sudáfrica muestra que, concretamente, durante el Neoproterozoico se sucedieron al menos cuatro edades de hielo profundas, cada una de ellas de millones de años de duración.

Durante estos periodos, los más fríos que la Tierra ha experimentado, los océanos se congelaron y casi todo el planeta se cubrió con un manto blanco, excepto las zonas muy cercanas al ecuador. Al aumentar el albedo del planeta, la reflexión de los rayos solares provocó que éste se volviera aun más frío. Bajo la capa de hielo de los mares los organismos que lograron sobrevivir tenían como única fuente de calor el proveniente del interior de la Tierra y que se escapaba por la corteza submarina.

Posiblemente, el motor que acabó con este clima fueron los volcanes. Las erupciones de estos aumentaron el nivel de dióxido de carbono en la atmósfera, hasta unas 300 o 350 veces el actual, y con los ciclos químicos que normalmente consumen el dióxido de carbono atmosférico parados por el hielo, se produce un enorme efecto invernadero capaz de deshelar el planeta.

Para el profesor Paul F. Hoffman de Harvard, no es muy probable que una nueva era de glaciación de este tipo se vuelva a producir, primero porque el sol es un 7 por ciento más caliente y porque las formas de vida superiores reciclan continuamente dióxido de carbono a la atmósfera, manteniendo así un nivel de gas que alimenta el efecto invernadero.

Tras estos periodos de fuertes glaciaciones el clima cambiaba radicalmente produciendo aumentos extremadamente rápidos del nivel de los océanos y un calentamiento global. Esta idea se sustenta por la presencia de gruesos depósitos de rocas carbonatadas en capas inmediatamente superiores a los depósitos glaciares. Hoffman y sus colegas publicaron en 1998 que habían encontrado rocas carbonatadas en Namibia de unos 700 Ma con evidencias de que la actividad biológica había cesado en los océanos durante millones de años, que es precísamente lo esperado en caso de una glaciación. También encontraron que las rocas carbonatadas inmediatamente superiores a los depósitos glaciares, lo que apoya la idea de una Tierra mucho más caliente tras la glaciación.

Basándose en el registro de Namibia y otras localizaciones (Australia, Canadá e islas Svalbard) Hoffman determina que hubo cinco de estos ciclos glaciares extremos, el último de ellos hace unos 575 Ma. Este momento se corresponde con una masiva diversificación del registro fósil así como con la aparición de los primeros animales multicelulares. Esta explosión de vida pudo verse estimulada por la presencia de muchos nichos evolutivos en un mundo recién descongelado.
 
 

Los átomos de carbono del registro geológico.

Para obtener sus conclusiones, Hoffman y sus colegas se centraron en los átomos de carbono presentes en los carbonatos de los depósitos de Namibia. Los organismos como algas y microbios tienden a extraer del agua de los océanos carbono12 en el proceso de la fotosíntesis, así, cuando estos organismos mueren y caen en el fondo marino el carbono12 queda encerrado con ellos y en consecuencia el agua del océano es más rica en el isótopo carbono13. Esto proporciona una medida en el registro geológico de cuan ricos eran biológicamente los océanos en el momento de depositarse esos estratos.

En las 800 muestras que Hoffman, Kaufman y sus colegas recogieron en Namibia, encontraron que en las rocas formadas antes de la glaciación había abundancia de carbono13, y justo después de la glaciación la cantidad del isótopo pesado caía fuertemente. Este mismo descenso del carbono13 se produce en otros registros fósiles en épocas más recientes pero nunca de una manera tan acusada como hace 575 Ma. Para este equipo de investigación, esto es una evidencia bastante clara de cuales fueron los efectos de las glaciaciones tan extremas sobre los organismos vivos.
 

Duración de las glaciaciones

Los carbonatos encontrados en Namibia sobre los depósitos glaciares fueron formados muy rápidamente hasta que alcanzaron un espesor de 300 metros lo que evidencia que se encontraban en aguas profundas cuando se formaron. Por otro lado los depósitos que se encuentran justo debajo de los restos glaciares indican que fueron formados en aguas poco profundas, indicando así que durante la glaciación hubo un hundimiento de la corteza continental.

Puesto que el hundimiento se produce a un ritmo conocido según aumenta, Hoffman y sus colegas han estimado que la edad de hielo duro aproximadamente unos 10 Ma, casi un centenar de veces más largas que cualquier edad de hielo del Pleistoceno.
 

Causas de la glaciación

Aquí presentamos un par de causas capaces de dar origen a una glaciación lo suficientemente fuerte como para crear la Snowball Earth.

Movimientos de las placas tectónicas: hace 760 Ma el supercontinente Rhodinia empezó a separarse dando lugar a una nueva corteza oceánica, precursora del actual Pacifico. Esta separación del continente provocó la aparición de nuevos hábitats propicios para la vida. La fotosíntesis de estos proliferas habitantes hizo que el CO2 atmosférico bajara su concentración lo suficiente como para reducir el efecto invernadero y comenzar la glaciación.

Aumento de partículas en la atmósfera, por erupciones volcánicas o por impactos de meteoritos. Estas partículas en suspensión aumentan el albedo del planeta favoreciendo así la presencia de más hielo en la superficie. Este mismo hielo tendría el mismo efecto sobre la radiación solar, reflejando el calor y devolviéndolo a la atmósfera, lo cual enfría todavía más el planeta.
 

Referencias

"A Neoproterozoic Snowball Earth" Paul F. Hoffman, Alan J. Kaufman, Galen P.
Halverson, and Daniel P. Schrag Science 1998 August 28; 281: 1342-1346

Joe Kirschvink's "Snowball Earth" paper appeared in The Proterozoic
Biosphere edited by J. W. Schopf and C. Klein (Cambridge University Press,
New York, 1992)

Ken Caldeira and Jim Kasting, calculated the amount of carbon dioxide needed
to melt the snowball in Nature, vol 359, p 226 (1992)

Paul Hoffman, Dan Schrag and colleagues published their theory in "A
Neoproterozoic Snowball Earth", Science, vol 281, p 1342 (1998)

Jim Kasting and others resurrected the tilted Earth idea to explain
equatorial glaciations in Nature, vol 396, p 453 (1998)