Durante varios años los geólogos han estado recogiendo evidencia que
indica que la Tierra ha pasado por períodos de congelamiento profundo
en varias ocasiones en los que el hielo cubrió incluso el ecuador, con
consecuencias potencialmente devastadoras para la vida.
La teoría, conocida como “Tierra Bola de Nieve”, ha carecido de una
buena explicación acerca de lo que pudo haber disparado estas
glaciaciones globales.
Ahora, el grupo de investigación del Instituto de Tecnología de
California (Caltech) que propuso originalmente la teoría “Tierra Bola
de Nieve” ha propuesto como principal culpable para el primero y más
severo de estos episodios puede haber sido una humilde bacteria que, al
liberar oxígeno, destruyó un gas clave en el mantenimiento del calor
del planeta.
En el número actual de la revista Proceedings of the National Academy
of Sciences (PNAS), el estudiante graduado de Caltech Robert Kopp y su
profesor supervisor, Joe Kirschvink, junto con el alumno Isaac Hilburn
(ahora un estudiante graduado del Instituto de Tecnología de
Massachusetts) y el estudiante graduado Cody Nash, sostienen que las
cianobacterias (o algas verde-azules) desarrollaron de pronto la
habilidad de descomponer el agua y liberar oxígeno hace unos 2 300
millones de años. El oxígeno destruyó el gas de invernadero llamado
metano que por entonces abundaba en la atmósfera, desbalanceando
completamente el clima global.
Aunque el joven Sol era únicamente un 85% tan luminoso como ahora, las
temperaturas promedio eran comparables a las actuales. Muchos
investigadores creen que este estado de cosas se debía a la abundancia
del metano (conocido comercialmente como gas natural). De la misma
forma en que sucede en los alrededores de las cocinas, el metano y el
oxígeno de la atmósfera forman una combinación inestable; en la
naturaleza reaccionan en unos pocos años para producir bióxido de
carbono y agua. Aunque el bióxido de carbono es también un gas de
invernadero, el metano es docenas de veces más eficiente.
El problema comenzó cuando las cianobacterias evolucionaron para
convertirse en los primeros organismos capaces de utilizar el agua en
la fotosíntesis, liberando oxígeno hacia el medioambiente como un
producto de desecho.
Las
bacterias más primitivas dependían del hierro soluble o de sulfatos
para utilizar en la fotosíntesis; el cambio hacia el agua les permitió
crecer casi en todas partes que tuvieran luz y nutrientes. Muchos
expertos piensan que esto sucedió muy temprano en la historia de la
Tierra, hace entre 3 800 y 2 700 millones de años, en cuyo caso algún
proceso debió impedir que las cianobacterias destruyeran el metano de
invernadero durante un período de cientos de millones de años.
Sin embargos, los investigadores de Caltech no encuentran ninguna
evidencia firme en las rocas que muestre que este cambio hacia el uso
de agua en la fotosíntesis haya ocurrido antes de hace unos 2 300
millones de años, que es cuando se disparó el evento “Tierra Bola de
Nieve” del Paleo-proterozoico.
Para que las cianobacterias pudieran generar la rápida aparición de una
Tierra Bola de Nieve, debieron tener un amplio suministro de nutrientes
clave como el fósforo y el hierro. La disponibilidad de nutrientes es
la razón por la cual ocurren los florecimientos cianobacteriales en
regiones que tienen una gran multiplicación agrícola.
Afortunadamente para las bacterias, la Tierra de hace 2 300 millones de
años ya había entrado en un período moderadamente frío, reflejado en
las rocas formadas glacialmente en Canadá. Las mediciones de la
magnetización de estas rocas canadienses, que el grupo de Caltech
publicó antes en este mismo año, indican que los glaciares que las
formaron deben haber estado en latitudes medias, tal como los glaciares
de la última edad de hielo.
La acción de los glaciares, moliendo el material continental en polvo y
trasladándolo hacia los océanos, debió haber hecho que los océanos
fueran ricos en nutrientes. Una vez que las cianobacterias
desarrollaron esta nueva capacidad de liberar oxígeno, pudieron hacerse
un festín en esta cornucopia, convirtiendo una glaciación ordinaria en
una global.
“Su mayor capacidad de expansión debe haber permitido que las
cianobacterias se convirtieran rápidamente en la forma de vida
dominante sobre la Tierra y que comenzaran a liberar enormes cantidades
de oxígeno”, dice Kopp.
Éso resultó ser muy malo para el clima porque el oxígeno desestabilizó
el metano de invernadero. El modelo de Kopp y Kirschvink muestra que el
metano puede haber sido destruido en un período tan breve como de 100
000 años, pero casi seguramente fue eliminado en un período de varios
millones de años a partir del momento en que las cianobacterias se
convirtieron en un organismo generador de oxígeno. Sin el metano de
invernadero, las temperaturas globales se hundieron hasta los -50ºC.
El planeta entró en un período glacial tan frío que aún los océanos
ecuatoriales se cubrieron con una capa de hielo de más de un kilómetro
de espesor. Murió la mayor parte de los organismos vivientes, y los que
sobrevivieron, ya fuera bajo tierra o junto a las fuentes y conductos
hidrotermales, se vieron probablemente forzados a una mera
subsistencia. Si éso fue así, destacan los autores, entonces un
accidente evolutivo disparó el peor desastre climático del mundo.
Sin embargo, al evolucionar para enfrentarse con la nueva presencia del
oxígeno, muchos sobrevivientes obtuvieron la habilidad de respirarlo.
Este proceso metabólico fue capaz de liberar mucha energía y finalmente
permitió la evolución de todas las formas más altas de vida.
Kirschvink y su laboratorio ya habían mostrado un mecanismo por el cual
la Tierra pudo haber salido de su período su Tierra Bola de Nieve.
Después de unas decenas de millones de años, el bióxido de carbono se
habría acumulado hasta el punto de que tuvo lugar otro evento de
invernadero. De hecho, probablemente la temperatura global saltó hasta
los +50ºC, y los conductos del mar profundo que proporcionaban un
refugio para los organismos vivientes también habían estado liberando
en forma continua varios nutrientes y metales traza. De modo que la
vida no solamente regresó después de que se hubieran descongelado las
capas de hielo, sino que lo hizo en un despliegue magnífico.
“Estuvo muy cerca de ser una destrucción planetaria”, dice Kirschvink.
“Si la Tierra hubiera estado un poco más lejos del Sol, la temperatura
de los polos podría haber descendido lo suficiente como para congelar
el bióxido de carbono, formando hielo seco y robándonos el escape
invernadero de la situación de Tierra Bola de Nieve”.
Por supuesto, 2 300 millones de años es mucho tiempo. Pero el episodio
apunta a una sombría realidad para la raza humana si las condiciones
llegaran algún día a producir otra Tierra Bola de Nieve. Los que
estamos vivos hoy nunca lo veremos, pero Kirschvink dice que podría
ocurrir un evento Tierra Bola de Nieve aún peor, si las condiciones
correctas se dieran nuevamente.
“Podríamos volver a una situación similar si hacemos suficientes
boberías con el medioambiente”, dice. “No hemos tenido una Tierra Bola
de Nieve durante los últimos 630 millones de años, y como el Sol actual
es más cálido podría ser muy difícil que se dieran las mismas
condiciones. Pero si alguna vez sucede, muy probablemente sería
destruida toda la vida sobre la Tierra. Quizás únicamente podríamos
escapar a través de un efecto invernadero disparado tal como le sucedió
a Venus”.
La ilustración del encabezado muestra la progresión de una capa de
hielo global en lo que se conoce como un escenario “Tierra Bola de
Nieve”. Los científicos especulan que un evento como éste pudo haber
sido provocado por varias causas, entre ellas cuando el sistema solar
pasó a través de una nube densa de material interestelar, o un
acontecimiento como el presentado en este artículo.