¿Qué causó el evento de glaciación más grande en la historia de la Tierra? Los geólogos y científicos del clima han estado buscando la respuesta durante años, pero la causa principal del fenómeno sigue siendo difícil de alcanzar.

Ahora, Los investigadores de la Universidad de Harvard tienen una nueva hipótesis sobre qué causó la glaciación descontrolada que cubrió la Tierra de polo a polo en hielo.

La investigación se publica en Cartas de investigación geofísica .

Los investigadores han señalado el inicio de lo que se conoce como el evento de la Tierra de bolas de nieve de Sturtian hace unos 717 millones de años, más o menos unos 100, 000 años. Alrededor de ese momento, Un gran evento volcánico devastó un área desde la actual Alaska hasta Groenlandia. ¿Coincidencia?

Los profesores de Harvard Francis Macdonald y Robin Wordsworth pensaban que no.

"Sabemos que la actividad volcánica puede tener un efecto importante en el medio ambiente, entonces la gran pregunta era, ¿Cómo se relacionan estos dos eventos? "dijo Macdonald, el Profesor Asociado John L. Loeb de Ciencias Naturales.

En primer lugar, El equipo de Macdonald pensó que la roca basáltica, que se descompone en magnesio y calcio, interactúa con el CO2 en la atmósfera y causa enfriamiento. Sin embargo, si ese fuera el caso, el enfriamiento habría ocurrido durante millones de años y la datación radioisotópica de rocas volcánicas en el Ártico de Canadá sugiere una coincidencia mucho más precisa con el enfriamiento.

Macdonald se volvió hacia Wordsworth, que modela climas de planetas no terrestres, y preguntó:¿podrían los aerosoles emitidos por estos volcanes haber enfriado rápidamente la Tierra?

La respuesta:si, en las condiciones adecuadas.

"No es exclusivo tener grandes provincias volcánicas en erupción, "dijo Wordsworth, profesor asistente de Ciencias e Ingeniería Ambientales en la Escuela de Ingeniería y Ciencias Aplicadas John A. Paulson de Harvard. "Este tipo de erupciones han ocurrido una y otra vez a lo largo del tiempo geológico, pero no siempre están asociadas con eventos de enfriamiento. Entonces, La pregunta es, ¿Qué hizo que este evento fuera diferente? "

Estudios geológicos y químicos de esta región, conocida como la gran provincia ígnea de Franklin, mostró que las rocas volcánicas estallaron a través de sedimentos ricos en azufre, que habría sido empujado a la atmósfera durante la erupción como dióxido de azufre. Cuando el dióxido de azufre ingresa a las capas superiores de la atmósfera, es muy bueno para bloquear la radiación solar. La erupción del monte Pinatubo en 1991 en Filipinas, que dispararon 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 eficaz 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 la precipitación o se mezcle con otras partículas, extendiendo 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, cuanto menor sea la tropopausa.

"En períodos de la historia de la Tierra en los que hacía mucho calor, El enfriamiento volcánico no habría sido muy importante porque la Tierra habría estado protegida por este calor, alta tropopausia, "dijo Wordsworth." En condiciones más frías, La Tierra se vuelve especialmente vulnerable a tener este tipo de perturbaciones volcánicas en el clima ".

"Lo que han demostrado nuestros modelos es que el contexto y los antecedentes realmente importan, "dijo Macdonald.

Otro aspecto importante es el lugar donde las columnas de dióxido de azufre llegan a la estratosfera. Debido a la deriva continental, Hace 717 millones de años, la gran provincia ígnea de Franklin donde ocurrieron estas erupciones estaba situada cerca del ecuador, el punto de entrada de la mayor parte de la radiación solar que mantiene caliente a la Tierra.

Entonces, un gas que refleja la luz eficaz entró en la atmósfera en el lugar y la altura correctos para provocar el enfriamiento. Pero se necesitaba otro elemento para formar el escenario perfecto de tormenta. Después de todo, la erupción del Pinatubo tuvo cualidades similares, pero su efecto de enfriamiento solo duró alrededor de 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 entrar en erupción de manera más continua como los de Hawai e Islandia en la actualidad. Los investigadores demostraron que aproximadamente una década de continuas erupciones de este tipo de volcanes podrían haber vertido suficientes aerosoles en la atmósfera para desestabilizar rápidamente el clima.

"El enfriamiento de los aerosoles no tiene que congelar todo el planeta; solo tiene que llevar el hielo a una latitud crítica. Luego, el hielo hace el resto, "dijo Macdonald.

Cuanto más hielo Cuanto más luz solar se refleja y más frío se vuelve el planeta. Una vez que el hielo alcanza latitudes alrededor de la actual California, el bucle de retroalimentación positiva se hace cargo y el efecto de bola de nieve desbocada es bastante imparable.

"Es fácil pensar en el clima como este inmenso sistema que es muy difícil de cambiar y en muchos sentidos eso es cierto. Pero ha habido cambios muy dramáticos en el pasado y existe la posibilidad de que ocurra un cambio tan repentino en el futuro como bien, "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 debemos alejarnos de un paradigma simple de exoplanetas, solo pensando en condiciones de equilibrio estable 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, en lugar de la excepción ".