Durante los últimos 540 millones de años, la Tierra ha resistido tres grandes glaciaciones, períodos durante los cuales las temperaturas globales cayeron en picado, produciendo extensas capas de hielo y glaciares que se extendieron 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 posible desencadenante de estas glaciaciones.
En un estudio publicado en ciencia , el equipo informa que cada una de las últimas tres eras de hielo principales estuvo precedida por "colisiones de continentes de arco" tropicales: acumulaciones tectónicas que ocurrieron cerca del ecuador de la Tierra, en el que las placas oceánicas se elevaron sobre placas continentales, exponiendo decenas de milesde 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, sacando el gas de la atmósfera y secuestrando permanentementeen forma de carbonatos como la piedra caliza.
Con el tiempo, dicen los investigadores, este proceso de meteorización, que ocurre durante millones de kilómetros cuadrados, podría extraer suficiente dióxido de carbono de la atmósfera para enfriar las temperaturas en todo el mundo y, en última instancia, desencadenar una era de hielo.
"Creemos que las colisiones de continentes de arco en latitudes bajas son el desencadenante del enfriamiento global", dice Oliver Jagoutz, profesor asociado en el Departamento de Ciencias de la Tierra, Atmosféricas y Planetarias del MIT ". Esto podría ocurrir en más de 1-5 millones de cuadradoskilómetros, lo que suena como mucho. Pero en realidad, es una franja muy delgada de la Tierra, sentada 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 disparador tropical
Cuando una placa oceánica empuja contra una placa continental, la colisión generalmente crea una cadena montañosa de roca recién expuesta. La zona de falla a lo largo de la cual colisionan las placas oceánica y continental se llama "sutura". Hoy, ciertas cadenas montañosas comolos Himalayas contienen suturas que han migrado desde sus puntos de colisión originales, a medida que 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, cuando el supercontinente conocido como Gondwana se movió hacia el norte, parte dela masa de tierra 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 ambas precedieron a los eventos de enfriamiento atmosférico global en varios millones de años, lo cual es casi instantáneo en una escala de tiempo geológica. Después de analizar las tasas a las que la roca oceánica expuesta, tambiénconocidos como ofiolitas, podrían reaccionar con dióxido de carbono en los trópicos, los investigadores concluyeron que, dada su ubicación y magnitud, 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 terminar ambas glaciaciones. Durante millones de años, la roca oceánica que estaba disponible para reaccionar con la atmósfera finalmente se erosionó, reemplazada por una nueva roca que absorbió mucho menos carbonodióxido.
"Mostramos 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 por cada evento de enfriamiento, hay unmuchas suturas en los trópicos "
Exponiendo las suturas de la Tierra
Los investigadores analizaron si las edades de hielo, incluso más atrás en la historia de la Tierra, se asociaron con colisiones similares de arco-continente en los trópicos. Realizaron una extensa búsqueda bibliográfica para recopilar las ubicaciones de todas las principales zonas de sutura en la Tierra hoy, y luegoutilizó una simulación por computadora de la tectónica de placas para reconstruir el movimiento de estas zonas de sutura y las placas continentales y oceánicas de la Tierra, a través del tiempo. De esta manera, pudieron determinar con precisión dónde y cuándo se formó originalmente cada sutura y cuánto tiemposutura estirada.
Identificaron tres períodos en los últimos 540 millones de años en los que se formaron suturas importantes, de aproximadamente 10,000 kilómetros de longitud, en los trópicos. Cada uno de estos períodos coincidió con cada una de las tres edades de hielo más importantes y conocidas, en el finalOrdovícico 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 nuestros días. Importantemente, encontraron que no hubo glaciaciones ni eventos de glaciación durante los períodoscuando se forman zonas de sutura importantes fuera de los trópicos.
"Descubrimos que cada vez que había un pico en la zona de sutura en los trópicos, había un evento de glaciación", dice Jagoutz. "Así que cada vez que obtienes, digamos, 10,000 kilómetros de suturas en los trópicos, obtienes unera de Hielo."
Señala que una zona de sutura importante, que abarca unos 10.000 kilómetros, todavía está activa hoy en Indonesia, y posiblemente sea responsable del período glacial actual de la Tierra y de la aparición de extensas capas de hielo en los polos.
Esta zona tropical incluye algunos de los cuerpos de ofiolita más grandes del mundo y actualmente es una de las regiones más eficientes en la Tierra para absorber y secuestrar dióxido de carbono. A medida que las temperaturas globales están subiendo como resultado del dióxido de carbono derivado de los humanos, algunos científicospropusieron moler 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 moler y transportar estos materiales podría producir emisiones de carbono adicionales 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 en un proceso geológico lento que no tiene nada que ver con lo que hacemos hoy en la Tierra. Y tampoco nos hará daño, ni nos salvemos "
Fuente de la historia :
Materiales proporcionado por Instituto de Tecnología de Massachusetts . Original escrito por Jennifer Chu. Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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