Hace 4.500 millones de años, no había bosques, montañas ni océanos en la Tierra. Toda la superficie estaba cubierta por un mar de magma, el material de roca fundida que emerge cuando los volcanes entran en erupción. Pero si el terreno era un infierno, el aire no se quedaba atrás. Los gases que se elevaban de ese mar hirviente pudieron haber proporcionado a nuestro planeta una atmósfera tóxica casi idéntica a la que hoy está presente en Venus. Esa es la principal conclusión de un estudio publicado en «Science Advances».
Para aprender sobre la atmósfera primitiva de la Tierra, un equipo internacional dirigido por Paolo Sossi, de ETH Zürich en Suiza, creó su propio magma en el laboratorio. Lo hicieron mezclando un polvo con la misma composición del manto fundido de la Tierra, que después calentaron a temperaturas muy altas de alrededor de 2.000° C con un láser en un horno especial
Dentro del horno, los investigadores podían hacer levitar el magma dejando fluir corrientes de mezclas de gases a su alrededor. Estas mezclas de gases eran posibles candidatos para la atmósfera primitiva que, como hace 4.500 millones de años, influyó en el magma. Así, con cada mezcla de gases que fluía alrededor de la muestra, el magma resultaba un poco diferente.
«La diferencia clave que buscamos era hasta qué punto se oxidaba el hierro dentro del magma», explica Sossi. Cuando el hierro se encuentra con el oxígeno, se oxida y se convierte en lo que comúnmente llamamos óxido. Por lo tanto, cuando la mezcla de gases que los científicos soplaron sobre su magma contenía mucho oxígeno, el hierro dentro del magma se oxidaba más.
Este nivel de oxidación del hierro en el magma enfriado le dio a Sossi y sus colegas algo que podían comparar con las rocas naturales que forman el manto de la Tierra en la actualidad, las llamadas peridotitas. La oxidación del hierro en estas rocas todavía tiene la influencia de la atmósfera primitiva impresa en su interior. La comparación de las peridotitas naturales y las del laboratorio les dio a los científicos pistas sobre cuál de sus mezclas de gases se acercó más a la atmósfera primitiva de la Tierra.
Surgimiento de la vida
«Lo que encontramos fue que, después de enfriarse desde el estado de magma, la Tierra joven tenía una atmósfera que se estaba oxidando ligeramente, con dióxido de carbono como componente principal, así como nitrógeno y algo de agua», informa Sossi. La presión en la superficie también era mucho mayor, casi cien veces mayor que la actual y la atmósfera era mucho mayor debido a la superficie caliente. Estas características la hacían más similar a la atmósfera del Venus actual que a la de la Tierra actual.
Este resultado tiene dos conclusiones principales, según Sossi y sus colegas: la primera es que la Tierra y Venus comenzaron con atmósferas bastante similares, pero la última perdió su agua posteriormente debido a la proximidad más cercana al Sol y las temperaturas más altas asociadas. La Tierra, sin embargo, mantuvo su agua, principalmente en forma de océanos. Estos absorbieron gran parte del CO2 del aire, lo que redujo significativamente sus niveles.
La segunda conclusión es que una teoría popular sobre el surgimiento de la vida en la Tierra parece ahora mucho menos probable. Este llamado «experimento de Miller-Urey», en el que los rayos interactúan con ciertos gases (en particular, el amoníaco y el metano) para crear aminoácidos, los componentes básicos de la vida, habría sido difícil de realizar. Los gases necesarios simplemente no eran lo suficientemente abundantes.