Las imposibles condiciones de la Tierra primitiva

Los resultados de este trabajo, que acaban de aparecer en Nature Geosciences, se oponen frontalmente a la idea, generalmente aceptada, de que la Tierra primitiva disponía de una gruesa atmósfera para compensar una cantidad de luz solar muy inferior que la actual. El hallazgo implica nuestra ignorancia sobre los gases que componían aquella atmósfera temprana, y los científicos se preguntan ahora cómo es posible, y de qué forma, la vida pudo prosperar en aquél ambiente tan hostil.

"Durante mucho tiempo -explica Sanjoy Som, que ha dirigido el estudio- hemos estado pensando que por aquél entonces la presión atmosférica debía de ser más alta que en la actualidad, porque el Sol era más debil. Pero nuestros resultados dicen justo lo contrario de lo que esperábamos".

La idea de usar burbujas de aire atrapadas en lava solidificada para utilizarlas como un "paleobarómetro" y determinar el peso del aire en épocas pasadas se le ocurrió por primera vez, hace ya varias décadas, a Roger Buick, coautor de este estudio. Otros científicos han usado la misma técnica para medir la elevación de lavas de hace unos pocos millones de años. Pero para medir la presión del aire mucho más atrás en el tiempo, los investigadores necesitaban un sitio con lava extraordinariamente antigua y, además, formada al nivel del mar.

El lugar adecuado fue descubierto por otro de los firmantes del artículo, Tim Blake, y se encontraba en la zona más occidental del continente australiano. Allí, el río Beasley ha expuesto lava basaltica de 2.700 millones de años de antiguedad. El flujo de lava más bajo muestra unas curiosas formaciones en forma de "dedos" que se introducen en fragméntos vitrificados, lo que indica que la lava fundida se sumergío en el agua. Era justo lo que los científicos necesitaban.

Una corriente de roca fundida se enfría desde su parte superior hacia la inferior, de forma que las burbujas de aire que quedan atrapadas son más pequeñas abajo que arriba. La diferencia de tamaño registra la presión del aire, empujado hacia abajo por la lava a medida que ésta se enfriaba.

Las primeras mediciones del equipo de científicos sugerían una atmósfera sorprendentemente ligera. Y el posterior análisis con rayos X de varios antiguos flujos de lava confirmaron el resultado: Las burbujas indicaban que la presión atmosférica era, en aquellos momentos, menos de la mitad que la actual.

Hace 2.700 millones de años, los únicos habitantes del planeta eran organismos unicelulares, El Sol brillaba cerca de un 20% menos de lo que lo hace hoy en día y en la atmósfera no había prácticamente oxígeno. Unas condiciones ya de por sí difíciles, y que este hallazgo no ha hecho más que empeorar. Una atmósfera más ligera, en efecto, puede afectar a la fuerza del viento y a otros patrones climáticos, llegando incluso a alterar el punto de ebullición de los líquidos.

"Estamos aún tratando de valorar el alcance de todo esto -afirma Buick-. Y nos va a tomar un tiempo digerir todas las posibles consecuencias". Otras evidencias geológicas muestran claramente que en aquellos momentos en la Tierra ya había agua líquida, por lo que la atmósfera primitiva debió de contener más gases de efecto invernadero capaces de atrapar el calor, como metano o dióxido de carbono, y menos cantidad de nitrógeno.

"Los niveles de nitrogeno han variado a lo largo de la historia de la Tierra -explica por su parte David Catling, otro de los autores de la investigación-. Por lo menos en la historia de la Tierra primitiva, y de formas en que ni siquiera habíamos pensado hasta ahora. Necesitamos reescribir los libros de historia".

El trabajo puede ayudar también a comprender las posibles condiciones para la vida en planetas más allá del Sistema Solar, donde las atmósferas pueden ser muy tenues y carentes de oxígeno, justo como sucedía en nuestro planetaa hace varios miles de millones de años.