La Tierra Bola de Nieve define los períodos de la historia de nuestro planeta en los que el hielo se extendió por todo el globo, llegando incluso al ecuador. Se cree que la congelación a escala planetaria fue provocada por la expansión de las capas de hielo, lo que desencadenó un punto de inflexión climático que condujo a una retroalimentación descontrolada entre el hielo y el albedo: las capas de hielo reflejaron la radiación solar entrante hacia el espacio, lo que provocó un enfriamiento climático y la formación continua de capas de hielo.
Por Hannah Bird, Phys.org
El período Criogénico (hace unos 720–635 millones de años, Ma) está definido por un par de estos eventos de Tierra Bola de Nieve; la glaciación más larga (Sturtian) duró unos 57 millones de años, seguida por un breve período de fusión interglacial, antes de una segunda glaciación más corta (Marinoan) que duró unos 15 millones de años.
La salida de un período tan prolongado de condiciones extremas representó una importante transición para el clima de la Tierra, con un cambio relativamente rápido hacia un clima de invernadero, una intensa erosión continental y un aumento general del nivel del mar global a medida que se derretían las capas de hielo continentales . Esto tuvo consecuencias para el funcionamiento de los reinos terrestres y marinos, así como para los organismos que los habitan.
Se cree que el período Criogeniano jugó un papel importante en el surgimiento de vida multicelular compleja, y que los ecosistemas basados en animales y algas comenzaron a aparecer una vez que las capas de hielo retrocedieron.
Una nueva investigación, publicada en Earth and Planetary Science Letters , se ha centrado en los impactos marinos al determinar el efecto de la desglaciación de Marinoan hace ~635 Ma sobre el nivel global del mar.
En investigaciones anteriores del registro de rocas de las montañas Naukluft de Namibia, los investigadores han identificado dos intervalos distintos de aumento y disminución de la profundidad del agua en las rocas asociadas con la desglaciación de Marinoan.
La Dra. Freya Morris, del Instituto Tecnológico de California, y sus colegas analizaron los depósitos glaciogénicos y los carbonatos que los recubren (principalmente dolomita) para interpretar la interacción de las fluctuaciones globales del nivel del mar con los efectos locales de la sedimentación, el levantamiento o hundimiento tectónico y el ajuste isostático glacial . Este último hace referencia al levantamiento de la tierra y la deformación de la corteza en respuesta a la pérdida de carga de masa de la capa de hielo a medida que se derriten.
«La desglaciación de la Tierra Bola de Nieve Marinoana representa uno de los episodios más dramáticos de cambio climático en la historia del mundo», afirma el Dr. Morris. «Este trabajo de modelado explora las formas sorprendentes en que la duración del derretimiento de las capas de hielo puede afectar los cambios resultantes del nivel del mar a lo largo de los márgenes continentales.
«La investigación se inspiró en el trabajo de campo que mis colegas y yo llevamos a cabo en las montañas Naukluft de Namibia. Allí interpretamos un patrón relativamente complejo de cambios en la profundidad del agua en el registro de rocas asociado con la deglaciación de la Tierra Bola de Nieve y, como resultado, recurrimos a la modelización del nivel del mar para explorar posibles mecanismos y explicaciones para nuestras observaciones geológicas».
Para considerar posibles explicaciones, el equipo de investigación modeló los cambios relativos del nivel del mar después de desglaciaciones continuas de diferentes duraciones en la época de Marinoan, y encontró un patrón distintivo a medida que el derretimiento avanza en escalas de tiempo más largas. Los eventos de desglaciación más cortos, que duraron 2000 años, llevaron únicamente al aumento del nivel del mar, o a una fase de aumento y caída del nivel del mar. Sin embargo, como el derretimiento ocurrió en escalas de tiempo de un orden de magnitud mayor (~10–30 000 años), ocurrieron dos fases distintas de aumento y caída del nivel del mar.
En relación con el inicio de la desglaciación de la Tierra Bola de Nieve, cuando el modelo utilizó un nivel medio global (eustático) del mar de 800 m, los niveles globales del mar cayeron 880 m en los interiores continentales donde anteriormente prevalecían las capas de hielo, pero aumentaron 800 m en los océanos a la distancia más lejana de los márgenes de las capas de hielo.
Entre estas regiones, el margen continental experimentó el escenario más complejo de múltiples ciclos de ascenso y descenso del nivel del mar, que puede ser comparable a las observaciones geológicas realizadas en la sucesión de las montañas Naukluft, donde se interpreta que las profundidades del agua fluctúan a escala de decenas de metros.
El Dr. Morris reconoce que esta escala es «tan precisa como podemos ser con seguridad, dadas las limitaciones para interpretar los cambios en la profundidad del agua en rocas deformadas de más de 500 millones de años de antigüedad».
Este patrón más inusual puede explicarse por un equilibrio entre el aumento del nivel del mar eustático y el cambio en la influencia del ajuste isostático glacial, explica el Dr. Morris.
«Uno de los componentes principales del ajuste isostático glacial es la deformación de la corteza. La masa de las grandes capas de hielo puede deprimir significativamente la corteza subyacente, al tiempo que eleva la corteza que rodea la capa de hielo hasta formar un ‘bulto periférico’. Cuando la capa de hielo se derrite, la corteza anteriormente deprimida que estaba debajo de la capa de hielo ‘rebota’ hacia arriba, mientras que el bulto periférico se hunde.
«Además de esta deformación de la corteza, la masa de las capas de hielo atrae gravitacionalmente los océanos hacia ellas. Cuando las capas de hielo se derriten, esta atracción gravitacional se disipa, lo que da como resultado una recesión local de los océanos. Los patrones de nivel del mar relativo previstos son el resultado de las influencias opuestas del aumento del nivel medio global del mar, la deformación de la corteza y la atracción gravitacional a lo largo de la desglaciación.
«Las desglaciaciones más prolongadas (entre 10.000 y 30.000 años) producen patrones relativos del nivel del mar más complejos que las desglaciaciones cortas (entre 2.000 años), porque la tasa de aumento del nivel medio global del mar durante la desglaciación es de magnitud similar al impacto en el nivel del mar por el ajuste isostático glacial. Como resultado, los cambios en el equilibrio entre estas fuerzas pueden dar lugar a fluctuaciones mensurables en el nivel del mar a lo largo de los márgenes continentales».
Se han propuesto anteriormente múltiples modelos deposicionales viables para explicar las interpretaciones geológicas realizadas de la sucesión de carbonatos de capa en las montañas Naukluft de Namibia, pero este trabajo considera una explicación adicional.
Si la desglaciación de la Tierra Bola de Nieve ocurrió durante un período más largo de ~10–30.000 años, es posible que las fluctuaciones del nivel del mar registradas en las montañas Naukluft (y potencialmente otras sucesiones de carbonatos de capa alrededor del mundo) hayan sido impulsadas principalmente por el equilibrio en competencia entre el aumento del nivel medio global del mar y el ajuste isostático glacial.
Las intrigantes posibilidades exploradas por este trabajo resaltan la importancia de la investigación futura sobre la desglaciación de la Tierra Bola de Nieve de Marinoan, con respecto tanto a futuras observaciones geológicas como a modelos climáticos.
Más información: Freya K. Morris et al, Derritiendo la Tierra bola de nieve marinoana: el impacto de la duración de la deglaciación en la historia del nivel del mar de los márgenes continentales, Earth and Planetary Science Letters (2024). DOI: 10.1016/j.epsl.2024.119132 .
