Un meteorito gigante hizo hervir los océanos hace 3.200 millones de años. Los científicos dicen que fue una “bomba fertilizante” para la vida

(CNN) — Un enorme meteorito, del tamaño estimado de cuatro montes Everest, chocó contra la Tierra hace más de 3.000 millones de años, y el impacto podría haber sido inesperadamente beneficioso para las primeras formas de vida de nuestro planeta, según una nueva investigación.

Normalmente, cuando una gran roca espacial choca contra la Tierra, los impactos se asocian a una devastación catastrófica, como en el caso de la desaparición de los dinosaurios hace 66 millones de años, cuando un asteroide de unos 10 kilómetros de ancho se estrelló frente a la costa de la península de Yucatán, en lo que hoy es México.

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Pero la Tierra era joven y un lugar muy distinto cuando el meteorito S2, cuya masa se estima entre 50 y 200 veces superior a la del asteroide Chicxulub, desencadenante de la extinción de los dinosaurios, colisionó con el planeta hace 3.260 millones de años, según Nadja Drabon, profesora adjunta de Ciencias de la Tierra y Planetarias de la Universidad de Harvard. También es autora principal de un nuevo estudio que describe el impacto del S2 y lo que siguió tras él, publicado el lunes en la revista académica Proceedings of the National Academy of Sciences.

“Aún no se había formado vida compleja, y sólo había vida unicelular en forma de bacterias y arqueas”, escribió Drabon en un correo electrónico. “Es probable que los océanos contuvieran algo de vida, pero no tanta como hoy, en parte debido a la falta de nutrientes. Algunos incluso describen los océanos arcaicos como ‘desiertos biológicos’. El Eón arcaico era un mundo acuático en el que sobresalían pocas islas. Habría sido una visión curiosa, ya que los océanos probablemente eran de color verde debido a las aguas profundas ricas en hierro”.

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Cuando cayó el meteorito S2, se produjo un caos global, pero el impacto también removió ingredientes que podrían haber enriquecido la vida bacteriana, dijo Drabon. Los nuevos hallazgos podrían cambiar la forma en que los científicos entienden cómo la Tierra y su incipiente vida respondieron al bombardeo de rocas espaciales poco después de que se formara el planeta.

Nadja Drabon, a la derecha, con los estudiantes David Madrigal Trejo y Öykü Mete durante un trabajo de campo en Sudáfrica. Crédito: Nadja Drabon/Universidad de Harvard

Descubriendo antiguos impactos

Al principio de la historia de la Tierra, las rocas espaciales chocaron con frecuencia contra el joven planeta. Según los autores del estudio, se estima que los “impactadores gigantes”, de más de 10 km de diámetro, golpearon el planeta al menos cada 15 millones de años, lo que significa que al menos 16 meteoritos gigantes chocaron contra la Tierra durante el Eón arcaico, que duró de 4.000 a 2.500 millones de años.

Pero las consecuencias de estos impactos no se conocen bien. Y dada la geología siempre cambiante de la Tierra, en la que los grandes cráteres quedan cubiertos por la actividad volcánica y el movimiento de las placas tectónicas, es difícil encontrar pruebas de lo que ocurrió hace millones de años.

Drabon es una geóloga de la Tierra primitiva intrigada por comprender cómo era el planeta antes de que se formaran los primeros continentes y cómo afectaron los violentos impactos meteoríticos a la evolución de la vida.

“Estos impactos debieron afectar significativamente al origen y la evolución de la vida en la Tierra. Pero cómo exactamente sigue siendo un misterio”, dijo Drabon. “En mi investigación, quise examinar pruebas ‘impactantes’ reales, de cómo los impactadores gigantes afectaron a la vida primitiva”.

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Drabon y sus colegas realizaron un trabajo de campo para buscar pistas en las rocas de las montañas Barberton Makhonjwa de Sudáfrica. Allí se pueden encontrar en las rocas pruebas geológicas de ocho impactos, ocurridos hace entre 3.600 y 3.200 millones de años, que se rastrean a través de diminutas partículas de impacto de meteoritos llamadas esférulas.

Estas pequeñas partículas redondas, que pueden ser vidriosas o cristalinas, se producen cuando grandes meteoritos impactan contra la Tierra, y forman capas sedimentarias en las rocas que se conocen como lechos de esférulas.

Las esférulas pueden verse en esta muestra tomada del impacto de otro meteorito. Crédito: Nadja Drabon/Universidad de Harvard

El equipo recogió diversas muestras en Sudáfrica y analizó la composición y la geoquímica de las rocas.

“Nuestros días suelen comenzar con una larga caminata por las montañas para llegar a nuestros lugares de muestreo”, dijo Drabon. “A veces tenemos la suerte de contar con caminos de tierra que nos acercan. En el lugar, estudiamos con gran detalle las estructuras de las rocas a lo largo de la capa del evento de impacto y utilizamos mazos para extraer muestras para su posterior análisis en el laboratorio”.

Las capas de roca estrechamente intercaladas conservaron una cronología mineral que permitió a los investigadores reconstruir lo que ocurrió cuando impactó el meteorito S2.

Olas de destrucción

El meteorito S2 tenía entre 37 y 58 kilómetros de diámetro cuando chocó contra el planeta. Los efectos fueron rápidos y feroces, dijo Drabon.

“Imagínate de pie frente a la costa de Cape Cod, en una plataforma de aguas poco profundas”, dijo Drabon. “Es un entorno de baja energía, sin corrientes fuertes. Entonces, de repente, tienes un tsunami gigante, que barre y desgarra el fondo marino”.

Este gráfico muestra la secuencia de acontecimientos que siguieron al impacto del meteorito gigante S2. Crédito: James Zaccaria

El tsunami barrió todo el planeta, y el calor del impacto fue tan intenso que hizo hervir la capa superior del océano. Cuando los océanos hierven y se evaporan, forman sales como las observadas en las rocas inmediatamente después del impacto, dijo Drabon.

El polvo inyectado en la atmósfera por el impacto oscureció los cielos en cuestión de horas, incluso en el lado opuesto del planeta. La atmósfera se calentó y la espesa nube de polvo impidió que los microbios convirtieran la luz solar en energía. Cualquier forma de vida en tierra o en aguas poco profundas habría sentido los efectos adversos inmediatamente, y esos efectos habrían persistido desde unos pocos años hasta décadas.

Con el tiempo, la lluvia habría devuelto las capas superiores del océano y el polvo se habría asentado.

Pero el entorno oceánico profundo era otra historia. El tsunami agitó elementos como el hierro y los llevó a la superficie. Mientras tanto, la erosión ayudó a arrastrar los restos costeros al mar y liberó fósforo del meteorito. Los análisis de laboratorio mostraron un aumento de la presencia de organismos unicelulares que se alimentan de hierro y fósforo inmediatamente después del impacto.

La vida se recuperó rápidamente y luego prosperó, dijo Drabon.

“Antes del impacto, había algo de vida en los océanos, pero no mucha, debido a la falta de nutrientes y donantes de electrones, como el hierro, en las aguas poco profundas”, explicó. “El impacto liberó nutrientes esenciales, como el fósforo, a escala global. Un estudiante llamó acertadamente a este impacto ‘bomba fertilizante’. En general, se trata de una muy buena noticia para la evolución de la vida primitiva en la Tierra, ya que los impactos habrían sido mucho más frecuentes durante las primeras etapas de la evolución de la vida que en la actualidad”.

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Cómo responde la Tierra a los impactos directos

Los impactos de los asteroides S2 y Chicxulub tuvieron consecuencias diferentes debido a los respectivos tamaños de las rocas espaciales y a la fase en que se encontraba el planeta cuando cada uno de ellos impactó, dijo Drabon.

El asteroide Chicxulub golpeó una plataforma carbonatada de la Tierra, que liberó azufre a la atmósfera. Las emisiones formaron aerosoles que provocaron un descenso brusco y extremo de las temperaturas de la superficie.

Drabon y sus colegas llevaron a cabo su investigación en las montañas Barberton Makhonjwa de Sudáfrica. Crédito: Nadja Drabon/Universidad de Harvard

Y aunque ambos impactos provocaron una importante mortandad, los microorganismos resistentes y dependientes de la luz solar de las aguas poco profundas se habrían recuperado rápidamente tras el impacto del S2, una vez que los océanos volvieron a llenarse y el polvo se asentó, dijo Drabon. “La vida en la época del impacto del S2 era mucho más sencilla”, dijo. “Piensa en cepillarte los dientes por la mañana: puede que elimines el 99,9% de las bacterias, pero para el anochecer ya están de vuelta”.

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Ben Weiss, profesor de la cátedra Robert R. Shrock de Ciencias Planetarias y de la Tierra en el Instituto Tecnológico de Massachusetts, se mostró intrigado por las observaciones geológicas de los lechos de esférulas en el artículo, que cree que están permitiendo a los investigadores explorar el antiguo registro de impactos de la Tierra del mismo modo que los astrónomos pueden estudiar las superficies de planetas como Marte. Weiss no participó en el estudio.

“Hoy en día no se conservan cráteres de impacto en la Tierra que se acerquen en tamaño a los que se ha deducido que produjeron las rocas estudiadas aquí”, dijo Weiss. “Por supuesto, lo que tiene de especial nuestro registro es que, por fragmentario e incompleto que sea, es el único registro que actualmente podemos estudiar en detalle y que puede hablarnos de los efectos de los impactos en la evolución temprana de la vida. También es impresionante que, a pesar de la naturaleza muy local de estas observaciones (afloramientos en una pequeña región de Sudáfrica), podamos empezar a comprender algo sobre la naturaleza global de estos impactos gigantescos”.

Las rocas de las montañas Barberton Makhonjwa están abriendo a Drabon y sus colegas toda una nueva línea de investigación sobre la historia de los impactos de rocas espaciales en la Tierra.

“Pretendemos determinar lo comunes que fueron estos cambios medioambientales y respuestas biológicas tras otros impactos en la historia temprana de la Tierra”, dijo. “Como el efecto de cada impacto depende de varios factores, queremos evaluar la frecuencia con que se produjeron estos efectos positivos y negativos sobre la vida”.

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