Teoria snowball

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Teoria snowball
« en: Lunes 15 Agosto 2005 00:59:07 am »
Durante la era Neoproterozoica, hace entre 750 y 580 millones de años, la Tierra estaba envuelta en una espesísima capa de hielo. La que se formó tras cuatro glaciaciones consecutivas, cada una de ellas de entre tres y doce millones de años de duración. Esa era al menos la suposición con la que trabajaban los científicos, que ahora han encontrado pruebas de al menos dos de estas glaciaciones, según desvela en su último número la revista 'Science'.

La clave para encontrar la prueba está sin embargo muy lejos de la Tierra: en el polvo interplanetario. El estudio de un equipo de geólogos de la Universidad de Witwatersrand, en Sudáfrica, y del Departamento de Ciencias Geológicas de Viena, indica que, durante los años de las glaciaciones, en los que la Tierra era literalmente una gigantesca bola de nieve, el planeta era bombardeado por el polvo interplanetario con gran contenido de iridio.

El metal se acumuló sobre las capas de hielo que no sólo cubrían los continentes sino también los mares y océanos, incluyendo Zambia, el este del Congo y las proximidades de la línea ecuatorial. Aunque los científicos presumen que hubo cuatro glaciaciones, en realidad sólo han podido demostrar la existencia de dos.

"Nuestros datos confirman la presencia de extensas glaciaciones en el Neoproterozoico e indican que una de ellas, conocida como el episodio glacial Marinoano, fue de al menos tres millones de años y más probablemente de 12 millones de años", señalaron los científicos.

Esas glaciaciones del Neoproterozoico terminaron bruscamente cuando comenzó a tomar forma un calentamiento global que produjo el rápido deshielo debido a lo que calificaron como "un efecto superinvernadero".

Las concentraciones de ese tipo de iridio encontradas cerca del Africa ecuatorial son las que han permitido ajustar el cálculo de los períodos de glaciación, que hasta ahora iban de varios centenares de miles de años a 30 millones, señalaron los científicos.
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Re: Teoria snowball
« Respuesta #1 en: Lunes 15 Agosto 2005 17:35:00 pm »
Mas sobre el tema......

http://www.astroseti.org/vernew.php?codigo=1418

“Tierra Bola de Nieve”: la evolución fue la culpable


Más de una vez nuestro mundo estuvo casi totalmente cubierto de hielo. No sabemos exactamente qué pasó, pero ahora tenemos una explicación para la primera y más grande de estas súper-glaciaciones.

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.
 
Esta ilustración 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.
Crédito: NSERC

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.
 
Varios tipos de cianobacterias.

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”.

Kirschvink es el Profesor Van Wingen de Geobiología en Caltech.

El artículo de PNAS está titulado "The Paleoproterozoic Snowball Earth: A Climate Disaster Triggered by the Evolution of Oxygenic Photosynthesis" (“La Tierra Bola de Nieve del Paleoproterozoico; un desastre climático disparado por la evolución de la fotosíntesis oxigénica”).

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Re: Teoria snowball
« Respuesta #2 en: Miércoles 17 Agosto 2005 20:08:54 pm »
Eso si que es cambio climático  ::), unas bacterias de nada oye. Que insignificantes somos a su lado, je, je.

Muy interesante.
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Re: Teoria snowball
« Respuesta #3 en: Viernes 13 Enero 2006 13:47:57 pm »
Muy buenas!

Iba a abrir un topic al respecto, pero he buscado , si habia uno anterior y lo he rescatado.
 Veo que en las anteriores intervenciones, hablan de dos episodios diferentes. La glaciación huroniana de principios de Proterozoico y la Neoproterozoica.

La "snowball earth" propiamente dicha fue la del Neoproterozoico, por lo menos yo lo he estudiado así y quiero aportar dos hipótesis que no salen en el topic.
 La paleoproterozoica coincide con el cambio de atmosfera reductora a oxidante, como bien se explica aquí, pero dado que las rocas de entonces no se encuentran en muchas zonas del planeta es muy dificil hacer un mapa de la Tierra con sus paleolatitudes.
Centrándome en la Neoproterozoica, yo conocia tres episodios glaciares en la misma , quizás sus nombres sean obsoletos. Se llamaban la glaciación Infracámbrica II, la Infracámbrica I y la Eocámbrica. Aunque los nombres son lo que menos importa.
Lo que más me interesa es la formación. Cuando lo estudié, se barajaban dos hipótesis complementarias.

1. Afortunadamente rocas de edad Neoproterozoica(900-550 millones de años atrás apróximadamente), se han encontrado en todos los continentes excepto la Antártida, si no recuerdo mal. Estudios de paleolatitudes en las mismas indicaron que en aquellos tiempos, los continentes se situaban formando un supercontinente llamado Pangea I(Rondonia). Lo más importante es que este supercontinente se hayaba en latitudes intertropicales, de aquí una hipótesis de formación.
Como sabeis, el albedo es menor en los océanos que en los continentes, en los continentes dependiendo de la vegetación , suelos , nieve, etc. también varia, pero es en general bastante mayor(el albedo),que en los océanos.
Este supercontinente al situarese en zonas intertropicales ,que es donde más radiación solar hay, hizo subir el albedo global  y produjo un enfriamiento.Posteriormente el crecimiento de glaciares y la congelación de los océanos hizo que el ciclo se retroamilentara y se produjera un episodio en el cual la Tierra estaba prácticamente entera, cubierta de hielos.

2. Por aquellos tiempos se estima que hubo una "explosión" demográfica en organismos marinos de concha calcárea(Placton calacareo). Este gran aumento de los mismos, pudo provocar un déficit muy grande de CO2 en la atmósfera, produciéndose un efecto "Antiinvernadero". Ya que los organismos se beneficiaban el CO2 disuelto en los oceános para formar sus conchas, por lo que el CO2 atmosférico se iba incorporando en los océanos y disminuia el calor atribuido al mismo.


Ambas hipótesis pudieron darse simultáneamente junto con otras como apunta el estudio expuento por Frente_Atlántico.

Sin más , espero vuestras aportaciones aun episodio de la Tierra, de frio sin precedentes. Y del que, por desgracia, no se sabe mucho.

Saludos!
« Última modificación: Viernes 13 Enero 2006 17:34:00 pm por Pleistoceno »
Desde Linares, Jaén (419 msnm).