El aire de la Tierra temprana pesaba menos de la mitad de la atmósfera de hoy, según un estdio

Los resultados, publicados en la edición digital de este lunes de la revista 'Nature Geoscience', revierte la idea comúnmente aceptada de que la joven Tierra presentaba una atmósfera gruesa para compensar la luz solar más débil. El hallazgo también tiene implicaciones sobre qué gases estaban en ese ambiente y cómo la biología y el clima funcionaron al inicio del planeta.

"Durante mucho tiempo, se ha pensado en que la presión atmosférica podría haber sido más alta en ese momento porque el sol estaba más débil", dice el autor principal del estudio, el doctor Sanjoy Som, que hizo el trabajo como parte de su doctorado en Ciencias de la Tierra y el Espacio en la Universidad de Washington. "Nuestro resultado es lo contrario de lo que esperábamos", añade.

La idea de utilizar las burbujas atrapadas en la lava enfriada como un "paleo-barómetro" para determinar el peso del aire en la Tierra temprana se le ocurrió hace décadas al co-autor Roger Buick, profesor de Ciencias de la Tierra y el Espacio en la Universidad de Washington.

Otros científicos habían utilizado la técnica para medir la elevación de lava de unos pocos millones de años de edad. Para medir la presión de aire más atrás en el tiempo, los investigadores necesitaban un sitio donde lava verdaderamente antigua se hubieraformado indiscutiblemente a nivel del mar.

Su sitio sobre el terreno en el oeste de Australia fue descubierto por el co-autor Tim Blake de la Universidad de Australia Occidental. Allí, el río Beasley ha expuesto lava basáltica de 2.700 millones años de edad. El flujo de lava más bajo tiene "puntas" de lava que se introducen en fragmentos vítreos, lo que demuestra que la lava fundida se sumergió en el agua de mar. El equipo perforó en el flujo de lava suprayacente para examinar el tamaño de las burbujas.

Una corriente de roca fundida se enfrió rápidamente en la parte superior e inferior y las burbujas atrapadas en la parte inferior eran más pequeñas que las de arriba. La diferencia de tamaño registra el empuje de la presión de aire en la lava a medida que se enfrió hace 2.70 millones de años.

Medidas aproximadas en el campo sugieren un ambiente sorprendentemente ligero. Exploraciones de rayos X de varios flujos de lava más rigurosas confirmaron el resultado:lLas burbujas indican que la presión atmosférica en ese momento era menos de la mitad de la actual.

UN ANTIGUO HOGAR DE MICROBIOS UNICELULARES

La Tierra hace 2.700 millones de años era sólo el hogar de microbios unicelulares, la luz del sol era aproximadamente una quinta parte más débil y la atmósfera no contenía oxígeno. Pero este hallazgo apunta que las podrían ser más etéreas de lo que se pensaba. Un ambiente más ligero podría afectar a la fuerza del viento y otros patrones climáticos e, incluso, alterar el punto de ebullición de los líquidos.

"Todavía estamos tratando de abordar la magnitud de esto --señala Buick--. Nos va a llevar un tiempo digerir todas las posibles consecuencias". Otra evidencia geológica muestra claramente agua líquida en la Tierra en ese momento, por lo que la atmósfera primitiva debe haber contenido más gases de efecto invernadero que atrapan el calor, como el metano y el dióxido de carbono, y menos nitrógeno.

El nuevo estudio es un avance del trabajo previo del equipo de la Universidad de Washington en gotas de agua "fosilizados" que puso en duda la idea de una atmósfera antigua más pesada. El resultado refuerza también la constatación de Buick en 2015 de que los microbios estaban sacando nitrógeno de la atmósfera de la Tierra hace unos 3 millones de años.

"Los niveles de gas nitrógeno han variado a través de la historia de la Tierra, al menos en la historia temprana de la Tierra, de manera que la gente ni siquiera lo ha imaginado antes", dice el co-autor David Gatling, profesor de Ciencias de la Tierra y el Espacio de la Universidad de Washington. "Habrá que reescribir los libros de texto", añade.

Los investigadores buscarán ahora otras rocas adecuadas para confirmar los hallazgos y aprender cómo la presión atmosférica podría haber variado a través del tiempo. Aunque las pistas sobre la Tierra primitiva son escasas, es aún más fácil de estudiar que los planetas fuera de nuestro sistema solar, así que esto ayudará a entender las posibles condiciones y la vida en otros planetas donde las atmósferas pueden ser ligeras y libres de oxígeno, al igual que la de la Tierra primitiva .

Som es director ejecutivo de 'Blue Marble Space', una organización no lucrativa con sede en Seattle centrada en la investigación interdisciplinaria espacial, la conciencia internacional, la educación científica y la difusión pública. En la actualidad lleva a cabo investigaciones de astrobiología en el Centro de Investigación Ames de la NASA en California, Estados Unidos.