Durante los últimos 540 millones de años, la Tierra ha resistido tres edades de hielo importantes:períodos durante los cuales las temperaturas globales se desplomaron, produciendo extensas capas de hielo y glaciares que se han extendido más allá de los casquetes polares.

Ahora los científicos del MIT, la Universidad de California en Santa Bárbara, y la Universidad de California en Berkeley han identificado el probable desencadenante de estas edades de hielo.

En un estudio publicado en Ciencias , el equipo informa que cada una de las últimas tres eras de hielo principales fueron precedidas por "colisiones arco-continente" tropicales:colisiones tectónicas que ocurrieron cerca del ecuador de la Tierra, en el que las placas oceánicas cabalgaban sobre las placas continentales, exponiendo decenas de miles de kilómetros de roca oceánica a un ambiente tropical.

Los científicos dicen que el calor y la humedad de los trópicos probablemente desencadenaron una reacción química entre las rocas y la atmósfera. Específicamente, el calcio y el magnesio de las rocas reaccionaron con el dióxido de carbono atmosférico, sacar el gas de la atmósfera y secuestrarlo permanentemente en forma de carbonatos como la piedra caliza.

Tiempo extraordinario, los investigadores dicen, este proceso de meteorización, ocurriendo en millones de kilómetros cuadrados, podría extraer suficiente dióxido de carbono de la atmósfera para enfriar las temperaturas a nivel mundial y, en última instancia, desencadenar una era de hielo.

"Creemos que las colisiones arco-continente en latitudes bajas son el desencadenante del enfriamiento global, "dice Oliver Jagoutz, profesor asociado en el Departamento de Tierra del MIT, Atmosférico, y Ciencias Planetarias. "Esto podría ocurrir en 1-5 millones de kilómetros cuadrados, que suena a mucho. Pero en la realidad, es una franja muy delgada de la Tierra, sentado en el lugar correcto, que puede cambiar el clima global ".

Los coautores de Jagoutz son Francis Macdonald y Lorraine Lisiecki de UC Santa Barbara, y Nicholas Swanson-Hysell y Yuem Park de UC Berkeley.

Un desencadenante tropical

Cuando una placa oceánica empuja contra una placa continental, la colisión típicamente crea una cadena montañosa de roca recién expuesta. La zona de falla a lo largo de la cual chocan las placas oceánica y continental se llama "sutura". Hoy dia, ciertas cadenas montañosas como el Himalaya contienen suturas que han migrado desde sus puntos de colisión originales, como los continentes han cambiado durante milenios.

En 2016, Jagoutz y sus colegas volvieron sobre los movimientos de dos suturas que hoy forman el Himalaya. Descubrieron que ambas suturas provenían de la misma migración tectónica. Hace ochenta millones de años a medida que el supercontinente conocido como Gondwana se trasladó al norte, parte de la masa continental fue aplastada contra Eurasia, exponiendo una larga línea de roca oceánica y creando la primera sutura; Hace 50 millones de años, otra colisión entre los supercontinentes creó una segunda sutura.

El equipo descubrió que ambas colisiones ocurrieron en zonas tropicales cerca del ecuador, y ambos precedieron a los eventos de enfriamiento atmosférico global en varios millones de años, lo que es casi instantáneo en una escala de tiempo geológica. Después de analizar las tasas a las que expuso la roca oceánica, también conocido como ofiolitos, podría reaccionar con el dióxido de carbono en los trópicos, los investigadores concluyeron que, dada su ubicación y magnitud, De hecho, ambas suturas podrían haber secuestrado suficiente dióxido de carbono para enfriar la atmósfera y desencadenar ambas edades de hielo.

Curiosamente, descubrieron que este proceso probablemente también fue responsable de poner fin a ambas edades de hielo. Durante millones de años la roca oceánica que estaba disponible para reaccionar con la atmósfera finalmente se erosionó, reemplazado con roca nueva que absorbió mucho menos dióxido de carbono.

"Demostramos que este proceso puede iniciar y terminar la glaciación, "Dice Jagoutz". Entonces nos preguntamos, ¿con qué frecuencia funciona? Si nuestra hipótesis es correcta, deberíamos encontrar que cada vez que hay un evento de enfriamiento, hay muchas suturas en los trópicos ".

Exponiendo las suturas de la Tierra

Los investigadores buscaron ver si las edades de hielo incluso más atrás en la historia de la Tierra estaban asociadas con colisiones arco-continente similares en los trópicos. Realizaron una búsqueda extensa de literatura para compilar las ubicaciones de todas las principales zonas de sutura en la Tierra hoy, y luego usó una simulación por computadora de tectónica de placas para reconstruir el movimiento de estas zonas de sutura, y las placas continental y oceánica de la Tierra, retroceder en el tiempo. De este modo, Pudieron señalar aproximadamente dónde y cuándo se formó originalmente cada sutura, y cuánto se estiró cada sutura.

Identificaron tres períodos durante los últimos 540 millones de años en los que las suturas importantes, de aproximadamente 10, 000 kilómetros de longitud, se formaron en los trópicos. Cada uno de estos períodos coincidió con cada uno de los tres principales, conocidas edades de hielo, en el Ordovícico tardío (hace 455 a 440 millones de años), el Permo-Carbonífero (hace 335 a 280 millones de años), y el Cenozoico (hace 35 millones de años hasta la actualidad). En tono rimbombante, encontraron que no hubo glaciaciones ni glaciaciones durante los períodos en los que las principales zonas de sutura se formaron fuera de los trópicos.

"Descubrimos que cada vez que había un pico en la zona de sutura en los trópicos, hubo un evento de glaciación, "Dice Jagoutz." Así que cada vez que obtienes, decir, 10, 000 kilómetros de suturas en los trópicos, tienes una edad de hielo ".

Señala que una zona de sutura importante, abarcando alrededor de 10, 000 kilómetros, todavía está activo hoy en Indonesia, y es posiblemente responsable del período glacial actual de la Tierra y la aparición de extensas capas de hielo en los polos.

Esta zona tropical incluye algunos de los cuerpos ofiolíticos más grandes del mundo y actualmente es una de las regiones más eficientes de la Tierra para absorber y secuestrar dióxido de carbono. A medida que las temperaturas globales están aumentando como resultado del dióxido de carbono de origen humano, Algunos científicos han propuesto triturar grandes cantidades de ofiolitas y esparcir los minerales por todo el cinturón ecuatorial. en un esfuerzo por acelerar este proceso de enfriamiento natural.

Pero Jagoutz dice que el acto de triturar y transportar estos materiales podría producir más emisiones de carbono no deseadas. Y no está claro si tales medidas podrían tener un impacto significativo en nuestras vidas.

"Es un desafío hacer que este proceso funcione en escalas de tiempo humanas, "Dice Jagoutz." La Tierra hace esto de forma lenta, proceso geológico que nada tiene que ver con lo que le hacemos a la Tierra hoy. Y no nos hará daño ni nos salve ".