Conocer la concentración exacta de dióxido de carbono en la atmósfera podría ayudar a determinar la temperatura del aire y la acidez de los océanos en la Tierra temprana
Muy ocasionalmente, la Tierra es bombardeada por un gran meteorito. Pero todos los días, nuestro planeta es bombardeado por polvo espacial, micrometeoritos que se acumulan en la superficie de la Tierra. Con un poco de habilidad, podremos encontrarlos incluso en los tejados de nuestras casas.
Un equipo de la Universidad de Washington observó muestras muy antiguas de estos pequeños meteoritos para mostrar que los granos podrían haber reaccionado con dióxido de carbono en su viaje a la Tierra. Trabajos anteriores habían sugerido que los meteoritos se habían encontrado con oxígeno, contradiciendo las teorías y las pruebas de que la atmósfera primitiva de la Tierra estaba virtualmente desprovista de oxígeno. El nuevo estudio fue publicado en la revista de acceso abierto Science Advances.
"Nuestro hallazgo de que la atmósfera que estos micrometeoritos encontraron tenía una cierta abundancia de dióxido de carbono es consistente con lo que se pensaba que era la atmósfera de la Tierra temprana", dijo el primer autor Owen Lehmer, un estudiante de doctorado de la Universidad de Washington en ciencias de la Tierra y del espacio.
Con 2.700 millones de años de antigüedad, estos son los micrometeoritos más antiguos que se conocen. Fueron obtenidos de piedra caliza en la región de Pilbara, en Australia Occidental, y cayeron durante el eón Arcaico, cuando el Sol era más débil que hoy. Un trabajo de 2016 del equipo que descubrió las muestras sugirió que mostraban evidencia de oxígeno atmosférico en el momento en que cayeron a la Tierra.
Esa interpretación entraría en contradicción con lo que sabemos actualmente de los primeros días de nuestro planeta. Parece que el oxígeno se incrementó notablemente durante un "Gran Evento de Oxidación", casi 500 millones de años más tarde.
Conocer las condiciones de la Tierra temprana es importante no solo para entender la historia de nuestro planeta y las condiciones en las que surgió la vida. También puede ayudar a averiguar cómo buscar vida en otros planetas.
"La vida se formó hace más de 3.800 millones de años, y cómo lo hizo es una gran pregunta abierta. Uno de los aspectos más importantes es de qué estaba compuesta la atmósfera, qué había disponible y cómo era el clima", dijo Lehmer.
La caída de los meteoritos y su interacción atmosférica
El nuevo estudio da una nueva mirada a la interpretación de cómo estos micrometeoritos interactuaron con la atmósfera, hace 2.700 millones de años. Los granos del tamaño de la arena se precipitaron hacia la Tierra a una velocidad de hasta 20 kilómetros por segundo. Para una atmósfera de espesor similar a la de hoy, las cuentas de metal se derretían a unos 80 kilómetros de altura, y la capa exterior fundida de hierro se oxidaba cuando se exponía a la atmósfera. Unos segundos más tarde los micrometeoritos se endurecerían de nuevo durante el resto de su caída. Las muestras permanecerían entonces intactas, especialmente si estuvieran protegidas bajo capas de roca caliza sedimentaria.
En el documento anterior se interpretó la oxidación en la superficie como una señal de que el hierro fundido había encontrado oxígeno molecular. El nuevo estudio utiliza modelización para preguntar si el dióxido de carbono podría haber proporcionado el oxígeno para producir el mismo resultado. Una simulación por computadora encuentra que una atmósfera compuesta de 6% a más de 70% de dióxido de carbono podría haber producido el efecto visto en las muestras.
"La cantidad de oxidación en los antiguos micrometeoritos sugiere que la atmósfera primitiva era muy rica en dióxido de carbono", dijo el co-autor David Catling, un profesor de la UW de ciencias de la Tierra y del espacio.
Para comparar, las concentraciones de dióxido de carbono hoy en día están aumentando y se encuentran ahora mismo en alrededor de 415 partes por millón, o un 0,0415% de la composición de la atmósfera.
Los altos niveles de dióxido de carbono, un gas de efecto invernadero que atrapa el calor, contrarrestarían la menor producción del Sol durante la era Arcaica. Conocer la concentración exacta de dióxido de carbono en la atmósfera podría ayudar a determinar la temperatura del aire y la acidez de los océanos durante ese tiempo.
Más muestras de los antiguos micrometeoritos podrían ayudar a reducir el rango de las posibles concentraciones de dióxido de carbono, escribieron los autores. Los granos que cayeron en otras épocas también podrían ayudar a trazar la historia de la atmósfera de la Tierra a través del tiempo.
"Debido a que estos micrometeoritos ricos en hierro pueden oxidarse cuando se exponen al dióxido de carbono o al oxígeno, y dado que estos diminutos granos presumiblemente se conservan a lo largo de la historia de la Tierra, podrían proporcionar una aproximación muy interesante a la historia de la composición atmosférica", dijo Lehmer.
Otros coautores son Donald Brownlee, profesor emérito de astronomía de la Universidad de Washington; Roger Buick, profesor de ciencias de la Tierra y del espacio de la Universidad de Washington; y Sarah Newport, ex-graduada de la Universidad de Washington que ahora está en la Universidad de Rutgers. La investigación fue financiada por la NASA, el Programa de Astrobiología de la Universidad de Washington, el Laboratorio Planetario Virtual de la Universidad de Washington y la Colaboración en el Origen de la Vida de la Fundación Simons.
