Hace unos 717 millones de años, toda la Tierra estaba cubierta por una gran capa de nieve y hielo. Es lo que se conoce como «Tierra bola de nieve». Durante este evento, que los científicos creen ocurrió varias veces en el curso de la historia del planeta, las temperaturas medias alcanzaron los cincuenta grados bajo cero y el hielo de los polos se extendió hasta el ecuador. Una paisaje a la vez magnífico y desolador. El desencadenante fue probablemente un bloqueo de la luz solar provocado por una causa aún por esclarecer: quizás erupciones volcánicas masivas que arrojaron aerosoles a la atmósfera o algas primitivas que por algún mecanismo facilitaron la formación de nubes que reflejan la luz.

Ahora, un equipo de investigadores del MIT ha desarrollado un modelo matemático que arroja luz sobre la formación de estas eras de frío extremo. El estudio, publicado en Actas de la Royal Society A, concluye que las glaciaciones globales se producen cuando el nivel de radiación solar que recibe la superficie del planeta cambia rápidamente en un período de tiempo geológicamente corto. Es decir, la cantidad de radiación solar no tiene que disminuir a un punto particular sino que la clave está en la velocidad a la que lo hace.

En su modelo, los investigadores incluyeron ecuaciones para representar las relaciones entre la radiación solar entrante y saliente, la temperatura de la superficie de la Tierra, la concentración de dióxido de carbono en la atmósfera y los efectos en la absorción y almacenamiento del dióxido de carbono atmosférico. Los científicos pudieron ajustar cada uno de estos parámetros para observar qué condiciones generaban una «Tierra bola de nieve».

Finalmente, descubrieron que era más probable que un planeta se congelara si la radiación solar entrante disminuía rápidamente en lugar de alcanzar un umbral crítico o un nivel particular de luz solar. Existe cierta incertidumbre sobre cuál sería exactamente esa tasa crítica, ya que el modelo es una representación simplificada del clima de la Tierra. Sin embargo, el equipo estima que nuestro mundo tendría que experimentar una caída de alrededor del 2% de la luz solar entrante durante un período de aproximadamente 10.000 años para entrar en una era de hielo global. ¿El causante? Probablemente las citadas erupciones masivas o un proceso biológico.

¿Podemos causarlo nosotros?

Estas conclusiones pueden darnos una lección de cara al futuro. «Aunque la humanidad no desencadenará una glaciación de bola de nieve en nuestra trayectoria climática actual, la existencia de tal ‘punto de inflexión inducido por la velocidad’ a escala global puede seguir siendo motivo de preocupación», señala Constantin Arnscheidt, del Departamento de Ciencias de la Tierra, Atmosféricas y Planetarias (EAPS) y autor principal del estudio. «Por ejemplo, nos enseña que debemos tener cuidado con la velocidad a la que estamos modificando el clima de la Tierra, no solo con la magnitud del cambio. Podría haber otros puntos de inflexión inducidos por la velocidad que podrían ser provocados por el calentamiento antropogénico. Identificarlos y limitar sus tasas críticas es un objetivo valioso para futuras investigaciones».

Independientemente de los procesos particulares que desencadenaron las glaciaciones pasadas, los científicos están de acuerdo en que la «Tierra bola de nieve» surgió de un efecto «desbocado»: a medida que se reduce la luz solar entrante, el hielo se expande desde los polos hacia el ecuador. A medida que más hielo cubre el globo, el planeta se vuelve más reflexivo, o más alto en albedo, lo que enfría aún más la superficie para que se expanda más hielo. Eventualmente, si el hielo alcanza un cierto grado, esto se convierte en un proceso descontrolado, lo que resulta en una glaciación global. Eso sí, las glaciaciones mundiales en la Tierra son de naturaleza temporal, debido al ciclo de carbono del planeta.

En resumen, los científicos están de acuerdo en que la formación de la «Tierra bola de nieve» tiene algo que ver con el equilibrio entre la luz solar entrante, la retroalimentación del albedo de hielo y el ciclo global del carbono.

Planetas habitables

Los hallazgos también pueden aplicarse a la búsqueda de vida en otros planetas. Los investigadores han estado interesados e​n encontrar exoplanetas dentro de la zona habitable, una distancia de su estrella que estaría dentro de un rango de temperatura que podría soportar la vida. El nuevo estudio sugiere que estos planetas, como la Tierra, también podrían congelarse temporalmente si su clima cambia abruptamente. Incluso si se encuentran dentro de una zona habitable, los planetas similares al nuestro pueden ser más susceptibles a las glaciaciones globales de lo que se pensaba anteriormente.

«Podríamos tener un planeta que se mantenga bien dentro de la zona habitable clásica, pero si la luz solar entrante cambia demasiado rápido, podríamos obtener una ‘Tierra bola de nieve’», dice Arnscheidt. «Lo que esto destaca es la noción de que hay muchos más matices en el concepto de habitabilidad», subraya.

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