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Imagen: Don Davis/SWRI

Una zona de impacto de 70 kilómetros de ancho en el Outback australiano data de 2.200 millones de años, lo que lo convierte en el cráter de asteroides más antiguo conocido en la Tierra. Fascinantemente, este asteroide probablemente se hundió en una capa de hielo masiva, desencadenando un período de calentamiento a escala global.

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Una nueva investigación publicada ayer en Nature Communications confirma que el cráter Yarrabubba en el oeste de Australia es el cráter de impacto más antiguo aceptado en la Tierra. Con un estimado de 2.229 mil millones de años, es casi 210 millones de años más viejo que el Domo Vredefort de 200 kilómetros de ancho en Sudáfrica y 380 millones de años más viejo que el impacto de Sudbury de 180 kilómetros de ancho en Ontario, Canadá.

El primer autor del nuevo estudio, Timmons Erickson del Centro Espacial Johnson de la NASA y de la Universidad Curtin en Australia, junto con sus colegas, también presentó evidencia que sugiere que el asteroide de 7 kilómetros de ancho que formó el cráter Yarrabubba golpeó una enorme capa de hielo, enviando grandes cantidades de vapor de agua a la atmósfera y potencialmente calentando el clima en todo el mundo.

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Imagen: Mapa de la estructura de impacto de Yarrabubba (T. M. Erickson et al., 2020/Nature Communications)

El cráter Yarrabubba era conocido previamente por los científicos, pero la estructura no había sido fechada con confianza debido a varios factores, como su edad extrema, la acumulación constante de materiales geológicos superpuestos y su ubicación remota en el oeste de Australia. Los esfuerzos de citas anteriores fueron muy variados, extendiéndose de 1.100 millones a 2.600 millones de años. En 2003, el equipo que identificó por primera vez la estructura como un antiguo cráter de impacto proporcionó una edad posible de alrededor de 2,23 mil millones de años, pero creían que se trataba de una figura anómala. Resulta que esta estimación fue bastante acertada, según la nueva investigación.

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Para fechar la estructura, Erickson y sus colegas analizaron minerales en shock extraídos de la base del cráter muy erosionado. Específicamente, observaron el circón y la monazita que fueron recristalizados por el impacto, de ahí el término “minerales conmocionados”.

El circón y la monazita son dos de los relojes geológicos de plomo de uranio más utilizados”, dijo Erickson a Gizmodo en un correo electrónico. “Debido a que su estructura cristalina puede incorporar uranio, pero no plomo, cuando cristalizan, y el uranio se descompondrá en plomo a una velocidad conocida, podemos usar las proporciones de los isótopos de uranio y plomo para determinar su edad”.

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Imagen: T. M. Erickson et al., 2020/Nature Communications

El equipo utilizó un enfoque único para identificar cuidadosamente las partes de los minerales que habían sido recristalizados por el impacto del asteroide.

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El asteroide que cruza la Tierra promedio viaja a más de 15 kilómetros por segundo, lo que durante un evento de impacto produce temperaturas y presiones extremas”, dijo Erickson. “Estas condiciones pueden recristalizar el circón y la monazita, expulsar el plomo en la red cristalina y, por tanto, restablecer el reloj a cero. Al apuntar a los dominios específicos que se habían recristalizado, pudimos fechar el evento de impacto”.

Este método produjo la cifra de 2.229 mil millones de años, con un margen de error de más/menos 5 millones de años.

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Curiosamente, esta fecha coincide con el final de una era de hielo a escala mundial conocida como el período de Snowball Earth.

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Imagen: Modelos que muestran el asteroide hundiéndose en la capa de hielo continental y la roca debajo (T. M. Erickson et al., 2020/Nature Communications)
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Hace aproximadamente 2.400 millones de años, la vida comenzó a fotosintetizarse lo suficiente como para cambiar la composición de la atmósfera de la Tierra, reduciendo la cantidad de dióxido de carbono y metano y aumentando la cantidad de oxígeno”, dijo Erickson. “Esto, junto con el aumento de la intemperie, resultó en el enfriamiento de la superficie de la Tierra como lo demuestran los depósitos glaciales que se extienden desde hace 2.4 a 2.200 millones de años”.

Debido a que el impacto de Yarrabubba coincide con el más joven de estos depósitos glaciares, los investigadores decidieron simular los efectos de un impacto de asteroide que causaría una ruptura de 70 kilómetros de ancho en una capa de hielo continental, incluido el modelado de la cantidad de vapor de agua que fue lanzado como resultado de esta colisión. Sus resultados mostraron que el impacto habría liberado entre 87 billones y 5,000 billones de kilogramos de vapor de agua al cielo. No hace falta decir que esto habría tenido un efecto sobre el clima.

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Postulamos que un impacto del tamaño de Yarrabubba en una capa de hielo habría liberado vapor de agua significativo, que es un gas de efecto invernadero aún más eficiente que el dióxido de carbono”, dijo Erickson a Gizmodo. “Si el tiempo de residencia del agua en la atmósfera de la Tierra fue lo suficientemente largo, esto podría generar un calentamiento significativo de la atmósfera del planeta, sin embargo, se requieren modelos climáticos adicionales para demostrar si este es un mecanismo viable para calentar la superficie de la Tierra”, agregó.

De hecho, si bien el impacto puede haber contribuido al final del período de Snowball Earth, se requerirá más investigación para dilucidar completamente su papel en la generación de una tendencia al calentamiento del planeta y sus efectos a largo plazo.

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Un aspecto alentador de este estudio es cómo los científicos pudieron envejecer una estructura de impacto tan antigua y compleja. En consecuencia, los geólogos deberían continuar buscando cráteres de asteroides aún más antiguos, que podrían revelar aún más sobre la historia de la Tierra.

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