Las rocas de la Tierra retienen bocanadas de aire de hace miles de millones de años

Los investigadores han recuperado pequeñas bolsas de líquido y gas antiguos atrapadas dentro de sales, vetas de cuarzo y magma cristalizado, en muestras de rocas que se remontan a los inicios de la Tierra. Estos hallazgos les permiten obtener registros directos de gases nobles, oxígeno, nitrógeno y dióxido de carbono, que componían la atmósfera primitiva de nuestro planeta.

Un nuevo trabajo científico desarrollado por un equipo multidisciplinario de especialistas y liderado por Morgan Schaller, geoquímico del Instituto Politécnico Rensselaer (RPI), en Estados Unidos, ha obtenido muestras directas de la atmósfera primitiva de la Tierra, en forma de gases que se han preservado en las rocas durante más de 3.000 millones de años. 

Un antiguo núcleo de hielo antártico desvela los secretos del clima en los inicios de la Tierra

La atmósfera de la Tierra es la capa de gases que hace posible la mayor parte de la vida, gracias a la protección que ofrece a todos los organismos vivos de la radiación espacial y a su papel en la regulación del clima, entre otras funciones de gran importancia. La misma ha cambiado drásticamente con el tiempo, brindando una gran oportunidad para conocer la evolución del planeta.

Un vacío de datos a cubrir

Sin embargo, las burbujas de aire antiguo atrapadas en los núcleos de hielo polar proporcionan archivos fiables de los últimos 6 millones de años, o sea menos del 0,2% de la historia de la Tierra. Para los miles de millones de años previos, los científicos tuvieron que inferir la composición de la atmósfera a partir de la evidencia de sus efectos químicos sobre los metales y minerales preservados en rocas antiguas.

Ahora, el nuevo estudio presentado en la reunión 2024 de la Unión Estadounidense de Geofísica (AGU), aporta registros directos de gases nobles atrapados en el interior de las rocas, como oxígeno, nitrógeno y dióxido de carbono, que formaban parte de la atmósfera terrestre durante el inicio de la historia del planeta.

Según un artículo publicado en la revista Science, luego de la aparición masiva del oxígeno en la atmósfera de la Tierra hace aproximadamente 3.000 a 3.500 millones de años, los conocimientos sobre los cambios en nuestra atmósfera presentan numerosos misterios y dudas a resolver. Es probable que el nuevo estudio pueda ser un inicio para comenzar a revelarlos.

Distintos enfoques

Los geólogos saben que las rocas pueden capturar fragmentos de la atmósfera. A medida que el magma se enfría, las imperfecciones en los cristales en crecimiento pueden atrapar los líquidos y gases circundantes en inclusiones de fluidos. Sin embargo, aprovechar esas cápsulas del tiempo no es para nada sencillo.

Para llegar a los gases, es necesario aplastar las rocas con una prensa sellada al vacío, aumentando la presión en varios niveles. En cada uno de estos pasos se van liberando pulsos discretos de los gases atrapados, que se introducen en un espectrómetro de masas para su análisis. Diferentes estudios previos han alcanzado importantes avances de esta forma, aunque han llegado a obtener rastros de la atmósfera hasta 2.000 millones de años de antigüedad. 

Schaller y sus colegas han elegido otro enfoque, rastreando el nitrógeno antiguo, el oxígeno y otros componentes atmosféricos relevantes para la vida. Para ello, analizaron halitas, que son sales depositadas en lagos muy poco profundos. Durante el día, a medida que el agua se calienta, la sal se cristaliza y forma bolsas en la superficie, que luego pueden atrapar parcelas de aire y agua, preservando los gases. A medida que las bolsas se convierten en rocas, las inclusiones fluidas pueden sobrevivir durante largos períodos de tiempo.