¿Estaban los océanos de la Tierra completamente cubiertos de hielo durante el período criogénico, hace unos 700 millones de años, o había un cinturón de aguas abiertas sin hielo alrededor del ecuador donde las esponjas y otras formas de vida podían sobrevivir?
por el Instituto de Tecnología de Karlsruhe
Usando modelos climáticos globales, un equipo de investigadores del Instituto de Tecnología de Karlsruhe (KIT) y la Universidad de Viena ha demostrado que un clima que permita un cinturón de agua es poco probable y, por lo tanto, no puede explicar de manera confiable la supervivencia de la vida durante el Criogénico. La razón es el impacto incierto de las nubes en el clima de la época. El equipo ha presentado los resultados de su estudio en la revista Nature Geoscience .
Vista desde el espacio, la Tierra puede haber parecido una bola de nieve gigante durante las glaciaciones globales del período Criogénico. En las geociencias, esta hipótesis de que los océanos estaban completamente congelados se ha establecido como la teoría de la Tierra Bola de Nieve. Pero aún no está claro cómo las esponjas, que se encuentran en el registro fósil , pudieron sobrevivir en el clima muy frío de la Tierra Bola de Nieve. Para explicar eso, algunos científicos han propuesto la teoría alternativa de un cinturón de agua ecuatorial libre de hielo.
La vida a pesar de los océanos que probablemente estaban cubiertos de hielo
Trabajando con colegas de la Universidad de Viena, los investigadores de KIT utilizaron modelos climáticos globales y un modelo de balance de energía idealizado para investigar las condiciones climáticas criogénicas. Esperaban encontrar un cinturón de agua en sus escenarios de simulación y querían investigar las condiciones bajo las cuales permanecería estable. «Nos sorprendió descubrir que este estado no era estable en los modelos», dice Christoph Braun del Instituto de Meteorología e Investigación Climática del KIT, Departamento de Investigación de la Troposfera (IMK-TRO). Esto significa que la vida durante el Criogénico probablemente estuvo sujeta a las duras condiciones evolutivas de los océanos globalmente cubiertos de hielo.
El estudio dio como resultado nuevos conocimientos sobre el papel que desempeñan las nubes. «Las nubes reflejan la radiación, y eso es importante para la estabilidad de un cinturón de agua. Hasta ahora se desconocía esta fuerte influencia», dice Braun, Ph.D. estudiante y autor principal del estudio. Con el mecanismo de reflectividad de las nubes propuesto en el documento, los resultados de estudios anteriores podrían reinterpretarse y posiblemente combinarse para generar una imagen más coherente.
Las nubes complican nuestra visión del clima pasado
«Con los modelos climáticos globales y un modelo de presupuesto climático idealizado, podemos mostrar los efectos de la reflectividad de las nubes y explicar los procesos subyacentes», dice Braun. «Pero eso no nos permite evaluar qué tan reflectantes eran las nubes en el Criogénico, porque existe una incertidumbre considerable sobre la simulación de nubes en los modelos climáticos globales «.
La eficiencia con la que las gotas de agua se convierten en hielo es crucial para la reflectividad y depende en parte del tipo y la cantidad de aerosoles que pueden actuar como núcleos de hielo. Estos procesos se desarrollan en escalas de milímetros, mientras que las cuadrículas computacionales utilizadas en los modelos hasta ahora tienen escalas del orden de más de 100 kilómetros. Los resultados muestran que las nubes son cruciales para la predicción de los cambios climáticos y para nuestra comprensión de la dinámica de la glaciación a lo largo del tiempo geológico. «Las nubes no solo nos dificultan ver el futuro, sino también mirar hacia el pasado», dice Braun.
Evaluación de la habitabilidad de los planetas fuera del sistema solar
En el futuro, los hallazgos de los investigadores podrían ser útiles para evaluar si los planetas fuera de nuestro sistema solar son habitables. «Esto podría ser de interés cuando futuras observaciones con el Telescopio Espacial James Webb permitan vislumbrar nubes en las atmósferas de los planetas extrasolares», dice Braun. Los investigadores de KIT realizaron sus simulaciones con la supercomputadora Mistral en el Centro Alemán de Computación Climática en Hamburgo. «En nuestro próximo paso, comenzamos a simular nubes en condiciones climáticas criogénicas utilizando cuadrículas computacionales más finas para que podamos investigar si las incertidumbres que involucran a las nubes pueden reducirse y cómo», dice Braun.
Más información: Christoph Braun et al, Cinturón de agua tropical sin hielo para eventos de la Tierra Bola de Nieve cuestionados por nubes inciertas, Nature Geoscience (2022). DOI: 10.1038/s41561-022-00950-1
