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Lluvia fosilizada revela la atmósfera del pasado

Última actualización: Miércoles, 5 de diciembre de 2012
Lluvia Foto SPL

La presión atmosférica en el pasado pudo deducirse a partir de las marcas dejadas por la lluvia.

Huellas dejadas por gotas de lluvia preservadas en rocas de 2.700 millones de años de antiguedad están permitiendo descifrar la composición temprana de la atmósfera.

Midiendo los hundimientos o marcas dejadas en las rocas por la lluvia, los científicos lograron calcular la velocidad de las gotas en el momento de impacto.

Y esa velocidad ha permitido a su vez determinar la densidad del aire.

Esta nueva técnica de "paleobarometría", presentada en el actual encuentro de la Unión Geofísica de Estados Unidos, AGU por sus siglas en inglés, en San Francisco, contribuirá a la precisión de los modelos que buscan simular las condiciones en el pasado.

Hace 2.700 millones de años, la Tierra era muy differente del planeta que habitamos actualmente.

El planeta rotaba mucho más rápido, la Luna estaba más cercana y el Sol era mucho más débil. Y no había ni plantas ni animales porque el aire no era "respirable".

"Había probablemente bastante nitrógeno en la atmósfera, como ahora, pero no había oxígeno", explicó Sanjoy Som del Centro Ames de Investigación de la NASA.

"En lugar de oxígeno había probablemente gases de invernadero como dióxido de carbono y metano".

"Mi trabajo en paleobarometría no permite determinar exactamente de qué gases se trataba, pero ayudará a quienes trabajan con modelos de composición atmosférica al darles ciertos parámetros", dijo Som a la BBC.

La clave de las gotas

Las gotas de lluvia fosilizadas fueron descubiertas en Ventersdorp, en Sudafrica en la década del 80.

Marcas en roca volcánica

Las gotas cayeron sobre ceniza volcánica cuando las condiciones en la Tierra eran muy diferentes.

Consisten en huellas en la superficie de roca que inició su vida como ceniza volcánica. La lluvia que caía sobre la ceniza dejó pequeños hundimientos, que luego fueron cubiertos por nuevos depósitos de ceniza y litificados, es decir, convertidos en piedra. Hoy en día podemos ver las marcas sólo porque la capa superior de la roca se ha erosionado.

Som y sus colegas creen que estos hundimientos contienen claves sobre la presión atmosférica en el pasado.

El diámetro de las marcas depende de la velocidad máxima de las gotas cuando impactaron el suelo. Este número –velocidad terminal- depende de la densidad del aire y en la atmósfera actual es de 9m/s.

"Si el aire fue más denso en el pasado, la gotas cayeron más lentamente y los hundimientos en la ceniza habrían sido más pequeños. Por el contrario, si el aire era menos denso las gotas habrían caído más rápido y dejado marcas más grandes", explicó el Dr. Som, quien trabaja también con el Instituto de Ciencias Espaciales Blue Marble, en Seattle.

El factor que podría alterar ese razonamiento es que las gotas de lluvia hubieran sido mucho más grandes en el pasado. Pero afortunadamente el tamaño máximo que puede alcanzar una gota es controlado por fuerzas aerodinámicas independientes de la densidad del aire.

Las gotas más "gordas" hace 2.700 millones de años habrían sido iguales a las de ahora, con un tamaño de cerca de 7 mm.

Densidad atmosférica

Som y sus colegas condujeron experimentos en los que, usando una pipeta, dejaron gotear volúmenes controlados de agua en una bandeja de ceniza volcánica desde una altura aproximada de 25 metros.

El experimento permitió a los científicos relacionar el momentum de las gotas con el tamaño de las marcas que dejaban y realizar cálculos para diferentes tamaños de gotas en distintas densidades de aire.

Los científicos concluyeron que las marcas más grandes en la roca en Ventersdorp fueron dejadas por las gotas de mayor tamaño. La densidad del aire en tiempos del Eón Arcaico (división geológica que comienza hace 3.800 millones de años y finaliza hace 2.500 millones de años) no habría sido superior al doble de la actual, "pero sabemos que las gotas de máximo tamaño no eran frecuentes".

"Si las gotas menores formaron las marcas más grandes en Ventersdorp, entonces la densidad atmosférica era probablemente similar a la nuestra, sino menor", explicó Som.

El estudio sugiere que la atmósfera temprana debe haber tenido una alta concentración de gases de invernadero.

Si la presión atmosférica era la misma o menor que la actual, no hay otra forma de explicar por qué la Tierra no estaba cubierta de nieve a pesar de un Sol más débil.

Sin mayor densidad en la atmósfera para atrapar calor, las propiedades de los gases mismos deben haber provisto una cobertura para el planeta.

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