Aparece un 'eslabón perdido' en unas inusuales rocas en Pikes Peak, Colorado
Hace unos 700 millones de años, la Tierra se enfrió tanto que los científicos creen que enormes capas de hielo envolvieron todo el planeta como si fuera una gigantesca bola de nieve. Esta congelación profunda global, conocida como Tierra Bola de Nieve, perduró durante decenas de millones de años.
Sin embargo, milagrosamente, la vida primitiva no sólo perduró, sino que prosperó. Cuando el hielo se derritió y el suelo se descongeló, surgió la vida multicelular compleja, que finalmente dio lugar a las formas de vida que conocemos hoy.
La hipótesis de la Tierra Bola de Nieve se ha basado en gran medida en evidencia de rocas sedimentarias expuestas en áreas que alguna vez estuvieron a lo largo de costas y mares poco profundos, así como en modelos climáticos. La evidencia física de que las capas de hielo cubrían el interior de los continentes en regiones ecuatoriales cálidas había eludido a los científicos, hasta ahora.
En una nueva investigación el equipo de geólogos de la Universidad de Colorado en Boulder describe el eslabón perdido, hallado en una inusual arenisca con guijarros encapsulada dentro del granito que forma el Pikes Peak de Colorado.
Imagen: Los geólogos encontraron evidencia en la forma en que unas enigmáticas areniscas llamadas Tava se formaron en las Montañas Rocosas hace cientos de millones de años.. Christine S. Siddoway
Resolviendo un misterio de la Tierra Bola de Nieve en una montaña
Pikes Peak, originalmente llamado Tavá Kaa-vi por el pueblo Ute, le da su nombre ancestral, Tava, a estas notables rocas. Están compuestas de inyectitas de arena solidificada, que se formaron de manera similar a una inyección médica cuando se introdujo un fluido rico en arena en la roca subyacente.
Una posible explicación de lo que creó estas enigmáticas areniscas es la inmensa presión de una capa de hielo suprayacente llamada Tierra Bola de Nieve, que empuja los sedimentos mezclados con agua de deshielo hacia la roca debilitada que se encuentra debajo.
Sin embargo, un obstáculo para poner a prueba esta idea ha sido la falta de una edad de las rocas que revele cuándo se dieron las circunstancias geológicas adecuadas para la inyección de arena.
Los geólogos encontraron una forma de resolver ese misterio, utilizando vetas de hierro encontradas junto a las inyectitas de Tava, cerca de Pikes Peak y en otros lugares de Colorado.
Imagen derecha: Bandas de arenisca de Tava de color rojo oscuro a púrpura atraviesan granito rosa y blanco. Tava también está atravesada por vetas de óxido de hierro de color gris plateado. Liam Courtney-Davies
"Los minerales de hierro contienen cantidades muy bajas de elementos radiactivos naturales, incluido el uranio, que se desintegra lentamente en el elemento plomo a un ritmo conocido [PDF]. Los recientes avances en la datación radiométrica basada en láser nos permitieron medir la proporción de isótopos de uranio y plomo en el mineral de óxido de hierro hematita para revelar cuánto tiempo hace que se formaron los cristales individuales", dice Liam Courtney-Davies, investigador asociado postdoctoral en ciencias geológicas en la Universidad de Colorado en Boulder.
"Las vetas de hierro parecen haberse formado tanto antes como después de que se inyectara arena en el lecho rocoso de Colorado: encontramos vetas de hematita y cuarzo que atravesaban los diques de Tava y eran atravesadas por ellos. Esto nos permitió determinar un rango de edad para las inyectitas de arena, que deben haberse formado entre 690 y 660 millones de años atrás".
Entonces, ¿Qué sucedió?
El período de tiempo indica que se formaron estas areniscas durante el período Criogénico, hace entre 720 y 635 millones de años. El nombre deriva de "nacimiento en frío" en griego antiguo y es sinónimo de alteración del clima y alteración de la vida en nuestro planeta, incluida la Tierra Bola de Nieve.
Aunque se debaten los factores desencadenantes del frío extremo de esa época, las teorías predominantes implican cambios en la actividad de las placas tectónicas, incluida la liberación de partículas a la atmósfera que reflejaban la luz solar fuera de la Tierra. Finalmente, una acumulación de dióxido de carbono a partir de la desgasificación volcánica pudo haber calentado nuevamente el planeta.
Imagen derecha: En esta sección de granito de Pikes Peak se puede apreciar un dique Tava casi vertical de cinco metros de altura. Liam Courtney-Davies
La Tava encontrada en Pikes Peak se habría formado cerca del ecuador dentro del corazón de un antiguo continente llamado Laurentia, que gradualmente, con el paso del tiempo y largos ciclos tectónicos, se desplazó a su actual posición norteña en América del Norte.
El origen de las rocas de Tava ha sido debatido durante más de 125 años, pero la nueva tecnología permitió vincularlas por primera vez de manera concluyente con el período Criogénico de la Tierra Bola de Nieve.
El escenario imaginado sobre cómo ocurrió la inyección de arena se parece a esto:
Una gigantesca capa de hielo con zonas de calentamiento geotérmico en su base produjo agua de deshielo, que se mezcló con sedimentos ricos en cuarzo que se encontraban debajo. El peso de la capa de hielo creó inmensas presiones que empujaron a este fluido arenoso hacia el lecho rocoso que ya se había debilitado durante millones de años. De manera similar a lo que ocurre hoy en día con el fracking para extraer gas natural o petróleo, la presión agrietó las rocas y empujó el agua de deshielo arenoso hacia adentro, creando finalmente las inyectitas que vemos hoy.
Vídeo: El profesor de la Universidad de Exeter, Timothy Lenton, explica por qué la Tierra pudo congelarse.
Pistas para otro rompecabezas geológico
Los nuevos hallazgos no solo consolidan aún más la hipótesis global de la Tierra Bola de Nieve, sino que la presencia de inyectitas de Tava dentro de rocas débiles y fracturadas que alguna vez estuvieron cubiertas por capas de hielo proporciona pistas sobre otros fenómenos geológicos.
Hoy en día, en todo Estados Unidos se pueden ver lagunas temporales en el registro de rocas creadas por la erosión y conocidas como discordancias, y el caso más famoso es el Gran Cañón, donde en algunos lugares faltan más de mil millones de años. Las discordancias ocurren cuando un período sostenido de erosión elimina e impide que se formen nuevas capas de roca, dejando un contacto discordante.
Imagen: La discordancia en el Gran Cañón es evidente aquí, donde capas horizontales de rocas de 500 millones de años se asientan sobre una masa de rocas de 1.800 millones de años. La discordancia, o "brecha temporal", demuestra que faltan años de historia. Mike Norton vía Wikimedia, CC BY-SA
Estos nuevos resultados respaldan la idea de que una Gran Discordancia cerca de Pikes Peak debe haberse formado antes de la Tierra Bola de Nieve Criogénica. Esto contradice las hipótesis que atribuyen la formación de la Gran Discordancia a la erosión a gran escala de las propias capas de hielo de la Tierra Bola de Nieve.
Se espera que los secretos de estas esquivas rocas criogénicas en Colorado conduzcan al descubrimiento de más registros terrestres de la Tierra Bola de Nieve. Estos hallazgos pueden ayudar a desarrollar una imagen más clara de nuestro planeta durante los extremos climáticos y los procesos que llevaron al planeta habitable en el que vivimos hoy.
El equipo publica sus hallazgos en la revista Proceedings of the National Academy of Sciences: Hematite U-Pb dating of Snowball Earth meltwater events
