Un nuevo estudio dirigido por investigadores del Instituto de Ciencias de la Tierra y la Vida (ELSI) del Instituto de Ciencias de Tokio desafía una antigua suposición sobre las edades de hielo más extremas de la Tierra.
por el Instituto de Ciencias de Tokio
Mediante modelos geoquímicos numéricos, el equipo demostró que la meteorización química podría haber continuado bajo gruesas capas de hielo continentales durante el fenómeno de la Tierra bola de nieve, consumiendo dióxido de carbono (CO₂) atmosférico y potencialmente prolongando la glaciación global.
Los hallazgos, publicados en la revista Earth and Planetary Science Letters , proporcionan una nueva explicación para la duración inusualmente larga de algunas glaciaciones globales antiguas.
«Nuestros resultados demuestran que la meteorización subglacial representa un mecanismo de retroalimentación previamente no reconocido que podría explicar las duraciones dramáticamente diferentes de los eventos de bola de nieve de la Tierra del Neoproterozoico», dice Shintaro Kadoya, autor principal del estudio y profesor asistente especialmente designado en ELSI, Instituto de Ciencias de Tokio.
El clima de la Tierra no siempre ha sido estable. Varias veces a lo largo de su historia, el planeta atravesó períodos tan fríos que el hielo se extendió desde los polos hasta cerca del ecuador.
Estas glaciaciones globales, conocidas como fenómenos de bola de nieve, alteraron drásticamente el entorno superficial de la Tierra y desempeñaron un papel clave en la evolución del clima, los océanos y la vida. Sin embargo, una de sus características más desconcertantes sigue sin explicación: por qué algunos fenómenos de bola de nieve duraron mucho más que otros.
Dos de los episodios más destacados de Tierras Bola de Nieve ocurrieron durante el Neoproterozoico, hace entre 720 y 635 millones de años. La evidencia geológica indica que la glaciación Sturtiana, más antigua , duró entre cuatro y quince veces más que la glaciación Marinoana, posterior, a pesar de haberse producido en condiciones prácticamente similares. Los científicos han debatido durante mucho tiempo qué podría explicar esta notable diferencia de duración.
Repensando cómo terminó la Tierra bola de nieve
La explicación tradicional de la desglaciación global se centra en el ciclo del carbono. En condiciones normales, el CO₂ atmosférico se regula mediante un equilibrio entre las emisiones volcánicas y la erosión química de las rocas terrestres.
Cuando las temperaturas suben, la meteorización se acelera, lo que reduce el CO₂ y enfría el clima. Sin embargo, durante las glaciaciones globales, se supone que los continentes estaban cubiertos de hielo y prácticamente carecían de agua líquida, lo que detuvo la meteorización por silicatos.
Desde este punto de vista, el CO₂ se acumularía gradualmente en la atmósfera a través de la desgasificación volcánica hasta que el calentamiento de efecto invernadero fuera lo suficientemente fuerte como para derretir el hielo y poner fin al estado de bola de nieve de la Tierra.
Observaciones geológicas recientes han comenzado a cuestionar esta simple imagen. Minerales como la dolomita, cuya precipitación depende en gran medida de la meteorización continental, parecen haberse precipitado durante al menos algunos intervalos de la Tierra bola de nieve. Estos hallazgos plantean la posibilidad de que las reacciones químicas entre el agua y la roca pudieran haber continuado bajo los glaciares, incluso cuando la superficie terrestre estaba congelada.
Modelado de la erosión bajo el hielo antiguo
Para investigar esta posibilidad, el equipo de investigación desarrolló modelos numéricos de interacciones agua-roca en entornos subglaciales.
Sus simulaciones se centraron en las condiciones bajo gruesas capas de hielo continental, donde el calor geotérmico del interior de la Tierra y el aislamiento del hielo suprayacente pueden generar agua de deshielo en la base del glaciar. Esta agua de deshielo puede fluir a través de la roca triturada producida por la erosión glacial, lo que permite que se produzcan reacciones químicas incluso en un clima globalmente helado.
Los modelos rastrean cómo evolucionan los elementos disueltos, los minerales secundarios y la química de los fluidos a medida que el agua de deshielo interactúa con la roca fresca.
Un hallazgo clave es que la eficiencia de la meteorización subglacial está controlada por el equilibrio entre el suministro de agua y la velocidad a la que la erosión glacial aporta roca fresca. Cuando este equilibrio se mantiene constante, el sistema alcanza un estado químico estable, independientemente de la cantidad absoluta de agua o roca involucrada.
En condiciones plausibles de Tierra bola de nieve, los investigadores descubrieron que la meteorización subglacial podría consumir cantidades significativas de CO₂.
En algunos escenarios, las tasas estimadas de consumo de CO₂ pueden aproximarse a las de las emisiones volcánicas de CO₂ en condiciones favorables de la Tierra bola de nieve, lo que significa que la meteorización bajo las capas de hielo podría compensar eficazmente la acumulación de gases de efecto invernadero. Este proceso ralentizaría el calentamiento atmosférico y retrasaría la desglaciación, lo que explicaría por qué algunos eventos de la Tierra bola de nieve, como la glaciación Sturtiana, persistieron durante decenas de millones de años.
Implicaciones para el clima, los océanos y la vida
El estudio también sugiere que las diferencias en la hidrología subglacial y las tasas de erosión podrían provocar grandes variaciones en la intensidad de la meteorización entre diferentes glaciaciones. Incluso cambios modestos en la disponibilidad de agua de deshielo o en el suministro de roca podrían alterar el equilibrio entre el consumo y la acumulación de CO₂, lo que podría explicar las duraciones contrastantes de los eventos de bola de nieve del Neoproterozoico.
El coautor Mohit Melwani Daswani, profesor asociado en ELSI, Instituto de Ciencias de Tokio, agrega: «Este hallazgo desafía un supuesto central de la hipótesis clásica de la Tierra bola de nieve al mostrar que la meteorización puede continuar debajo de las capas de hielo e influir significativamente en el clima».
Más allá del clima, la meteorización subglacial también pudo haber influido en la química oceánica y el suministro de nutrientes. Los modelos indican que el agua de deshielo que fluye bajo las capas de hielo podría haber aportado elementos como el fósforo a los océanos, con posibles consecuencias para la productividad biológica una vez que el hielo se retiró. Esto pone de relieve que los entornos subglaciales son reactores químicos dinámicos en lugar de paisajes congelados inertes.
En conjunto, estos hallazgos apuntan a la meteorización subglacial como una retroalimentación previamente subestimada en el sistema climático terrestre. Al continuar consumiendo CO₂ durante las glaciaciones globales, las reacciones químicas bajo las capas de hielo podrían haber desempeñado un papel crucial en la regulación del momento y la duración de las edades de hielo más extremas de la Tierra.
Detalles de la publicación
Shintaro Kadoya et al., La meteorización continental continua durante la Tierra bola de nieve mitigó la acumulación de gases de efecto invernadero y prolongó la glaciación global, Earth and Planetary Science Letters (2026). DOI: 10.1016/j.epsl.2026.119837
