
Si la historia de la Tierra fuera un año calendario, los humanos no apareceríamos hasta los últimos minutos de la medianoche del 31 de diciembre. Durante la Era Proterozoica (hace entre 2.500 y 543 millones de años), el Sol era todavía una estrella joven, mucho más tenue que hoy, y la Tierra necesitaba un fuerte efecto invernadero para compensar y mantener una temperatura habitable para las primeras formas de vida del planeta.
Una nueva investigación realizada por Emily Stewart, profesora asistente de geología en la Universidad Estatal de Florida, desafía las suposiciones arraigadas de que la actividad volcánica fue responsable de crear el calor que sustentaba la vida temprana en la Tierra.
El trabajo de Stewart reveló evidencia de que el dióxido de carbono emitido por las rocas metamórficas ejerce un efecto aislante que los organismos necesitan para sobrevivir.
«Lo que más me gusta de la geología es que es un portal al pasado. A través de la arqueología, puedes mirar hacia atrás 300.000 años, pero la Tierra tiene 4.600 millones de años, y examinar el registro de las rocas es la única manera de acceder a la historia de nuestro planeta.
– Emily Stewart, profesora asistente de geología
«Liberación metamórfica mejorada de CO2 en la Tierra proterozoica», del que Stewart fue coautor con Donald Penman, profesor asistente de geología en la Universidad Estatal de Utah, se publicó en septiembre en las Actas de la Academia Nacional de Ciencias.
«Al estudiar las formas en que los procesos geológicos antiguos modularon las temperaturas en el pasado de la Tierra, podemos comprender mejor la sensibilidad climática y predecir cómo se comportarán los procesos geológicos en el contexto del cambio climático impulsado por el hombre», dijo Stewart. «Además, comprender cómo el carbono entra y sale naturalmente de las rocas informará a la ciencia de vanguardia y ayudará a resolver los desafíos de ingeniería que presenta la aceleración de los procesos de control de carbono de la Tierra para combatir el cambio climático».
En la atmósfera, el dióxido de carbono actúa como una manta que aísla el planeta: más dióxido de carbono forma una manta más gruesa. El Eón Proterozoico fue testigo del surgimiento de algunas de las primeras formas de vida de la Tierra, incluidos pequeños organismos de cuerpo blando similares a las medusas y gusanos de hoy en día. Debido a que el Sol se oscureció drásticamente en ese entonces, la Tierra lo compensó aumentando gradualmente la cantidad de carbono en la atmósfera a lo largo de millones de años.

Antes de estos descubrimientos, los científicos creían que el gas se derivaba principalmente de la actividad volcánica, que comenzó hace unos 3.800 millones de años, antes del Eón Proterozoico. Sin embargo, utilizando simulaciones generadas por computadora y modelos matemáticos, el equipo descubrió que las rocas contribuyeron al efecto invernadero del Proterozoico. A medida que la corteza terrestre se calienta y tensiona las rocas de carbonato-silicato, el proceso metamórfico libera dióxido de carbono, calentando el planeta.
Stewart y Penman descubrieron que la liberación metamórfica de dióxido de carbono (o la liberación de gas de un material al aire) durante el Eón Proterozoico dio concentraciones de carbono atmosférico cuatro veces mayores que las tasas de liberación de gases geológicas modernas observadas antes de 1750. El período anterior a la revolución industrial.
«Cuando un geólogo dice ‘moderno’, normalmente abarca los últimos 500 millones de años de la historia de la Tierra después de la explosión de vida del Cámbrico», dijo Stewart. «Este artículo compara las concentraciones atmosféricas preindustriales y proterozoicas, pero el flujo de carbono impulsado por el hombre, o la alta velocidad a la que se libera dióxido de carbono a la atmósfera hoy en día, eclipsa por completo todas estas cuestiones geológicas».
La atmósfera es una parte del ciclo más amplio del carbono de la Tierra. Chakra también incluye el océano, las plantas, los animales, las rocas y los organismos en descomposición. A medida que el océano absorbe grandes cantidades de carbono de la atmósfera, la fuerza impulsora detrás de la acidificación de los océanos debido al cambio climático, las plantas utilizan la luz solar para transformar y almacenar carbono en sus tejidos. Después de que los animales comen plantas, liberan dióxido de carbono a la atmósfera. Aunque las rocas pueden parecer estáticas y anodinas en comparación, la investigación de Stewart y Penman proporciona evidencia de que históricamente las rocas han desempeñado un papel más importante en el ciclo del carbono de lo que se pensaba originalmente. Hoy en día, las rocas actúan como fuente y sumidero de carbono.
«Muchas personas, incluyéndome a mí, hemos considerado la descarbonización metamórfica como un proceso secundario en el reciclaje de carbono», dijo Penman. «Esta investigación muestra que la tasa de liberación de dióxido de carbono puede cambiar con el tiempo, está relacionada con otros componentes del ciclo del carbono y potencialmente puede impulsar cambios en el carbono atmosférico de maneras no consideradas anteriormente».
Para probar la hipótesis de que las rocas metamórficas desempeñaron un papel más importante en las temperaturas proterozoicas de lo que se creía anteriormente, Stewart y dos de sus estudiantes de doctorado, Kanwa Sengupta y Sayantan Saha, utilizaron una subvención de 336.344 dólares de la Fundación Nacional de Ciencias para realizar trabajos de campo en el cinturón metasedimentario central. Ontario, Canadá.
«Una de las cosas que más me gusta de la geología es que es un portal al pasado», dijo Stewart. «Se puede mirar hacia atrás 300.000 años a través de la arqueología, pero la Tierra tiene 4.600 millones de años, y examinar el registro de las rocas es la única manera de acceder a gran parte de la historia de nuestro planeta».
Para obtener más información sobre el trabajo y la investigación de Stewart realizados en el Departamento de Ciencias de la Tierra, los Océanos y la Atmósfera de la FSU, visite eoas.fsu.edu.