La Terra va tenir un anell durant l'Ordovicià?

Cada vegada aprenem més detalls sobre la rellevància dels impactes amb asteroides. Aquesta vegada l’estudi dels cràters esculpits per asteroides a la superfície terrestre durant l’Ordovicià aporta noves sorpreses. Ja tenim coneixement de la presència de 190 estructures produïdes per aquestes temudes trobades còsmiques, tal com apunta la Base de Dades d’Impactes amb la Terra.

En termes generals, l’impacte amb un asteroide de mida quilomètrica es produeix de mitjana cada diverses desenes de milions d’anys, però un nou estudi dirigit per Andrew G. Tomkins revela una cosa sorprenent: 21 cràters d’impacte es van crear durant l’Ordovicià o Ordovícic. És a dir, en el passat i al llarg d’un període d’uns 466 milions d’anys van tenir lloc una successió d’esdeveniments que marcaren aquell període geològic. Com va poder donar-se tal profusió d’impactes en aquest breu període? M’acompanyeu en aquesta història realment detectivesca que exemplifica com s’argumenta en ciència?

Figura 1. Recreació artística del pas pròxim d’asteroide a la Terra - Imatge: © Dan Durda

La cerca de pistes sobre la natura dels projectils

Malgrat la pèrdua de popularitat i de pes curricular, la geologia té un paper fonamental en la nostra comprensió de la història de la Terra, i la feina dels geòlegs agrada molt perquè han de fer de “detectius” per fixar el que ha passat al nostre planeta, sobre la base de l’estudi d’estructures geològiques, roques i minerals.

De fet, gràcies a l’estudi de les roques sotmeses al xoc a hipervelocitat contra un cos celeste podem estudiar la implantació de materials extraterrestres i datar amb precisió el moment de l’impacte. Se sap que els impactes d’asteroides eleven la temperatura de les roques contra les quals xoquen, cosa que fa que els minerals perdin el seu plom acumulat i, en conseqüència, reiniciïn els rellotges isotòpics, és a dir, que comencin a funcionar de nou a mesura que s’acumula nou plom a les roques. Per tant, la mesura dels isòtops d’urani i plom en aquests minerals ens permet calcular quant de temps ha passat des de l’impacte.

També es té coneixement que quan un projectil colpeja la superfície d’un planeta també hi implanta els seus materials formatius. Per tant, l’estudi d’aquestes roques permet conèixer la composició dels projectils abans de la colossal trobada, donat que es formen les anomenades bretxes d’impacte.

Seguint aquesta metodologia, Tomkins i el seu equip van poder determinar que els 21 cràters d’impacte es van crear durant l’Ordovicià. Aquest estudi, però, ha proporcionat una segona sorpresa. Diverses línies d’evidència trobades per l’equip de Tomkins apunten que els impactes de l’Ordovicià estan tots relacionats entre si perquè sembla que van ser produïts per un tipus d’asteroide en concret. Segons les anàlisis, els projectils tindrien una composició típica dels meteorits no diferenciats que coneixem com a condrites ordinàries del grup L.

Figura 2. En aquest mapa de la Terra durant l’Ordovícic s’han marcat els cràters com a punts de colors, cosa que evidencia que es van concentrar a menys de 30° de l’equador. Després de 466 milions d’anys de tectònica de plaques, els cràters estan ara més dispersos. MER21 és el model de deriva de les plaques tectòniques utilitzat per reconstruir les posicions dels continents - Font: © Tomkins et al. (2024)

És en aquest moment que per explicar les observacions s’ha de crear una hipòtesi que permeti donar explicació racional de l’evidència acumulada. D’aquesta manera, aquests investigadors van pensar que, com que hi va haver tants impactes en un espai de temps relativament breu i els va originar un mateix tipus d’objecte, el més lògic seria pensar en la disrupció progressiva d’un asteroide.

Es té constància que al llarg de la història han succeït col·lisions al cinturó d’asteroides que han produït fragments que al cap de desenes de milions d’anys han caigut sobre la Terra de manera força aleatòria. D’aquesta manera, és possible que una concatenació d’impactes hagués tingut lloc durant un període de 40 milions d’anys, fa entre 485 i 443 milions d’anys. I això s’explicaria molt bé amb múltiple evidència. Per exemple, les roques calcàries repartides per tot el món registren un fort enriquiment en certs elements característics d’aquest tipus de meteorits i, a més, aquestes roques contenen restes de micrometeorits. Òbviament aquest escenari aclareix l’existència d’aquests 21 cràters d’impacte dispersos pels continents que daten d’aquest període.

Un escenari inesperat: una Terra anellada

I en aquest exercici de recerca de respostes, gairebé sense voler-ho, ens trobem amb una nova sorpresa en la línia del raonament. Tenint en compte la posició dels cràters actual i la deriva experimentada pels continents, els investigadors es van adonar que la majoria d’aquests cràters produïts a l’Ordovícic van ser excavats en una estreta franja, en una espècie de cinturó sense massa inclinació respecte a l’equador. Això no quadraria amb l’impacte de múltiples asteroides arribats a l’atzar des del cinturó principal d’asteroides. D’acord amb això, els investigadors es van veure forçats a crear un altre escenari plausible que permetés donar resposta a totes les evidències.

Figura 3. La Terra podria haver tingut anells temporalment si un asteroide s’hagués desintegrat al voltant seu en el passat- Imatge: © Kevin Gill/NASA

Així, hipotèticament un asteroide podria haver superat el límit de Roche de la Terra, un límit teòric a partir del qual l’efecte de marea gravitatòria de la Terra superaria la consistència d’aquest objecte i el desgavellaria en infinitat de cossos. No fa tant, el 1992, aquest procés va ocórrer quan Júpiter va desintegrar el cometa Shoemaker-Levy 9.

Segons aquesta hipòtesi, semblaria que les runes de l’asteroide podrien haver format un anell al voltant de la Terra. Aquest hipotètic anell equatorial podria haver-se dissipat gradualment al llarg d’uns 40 milions d’anys, a mesura que els seus materials formatius queien sobre la Terra, i els més grans serien els responsables dels 21 cràters d’impacte coneguts. Aquesta teoria seria coherent amb la relativa brevetat dels sistemes d’anells al voltant de certs cossos planetaris del sistema solar, típicament joves i temporalment breus.

Va poder tenir la presència d’un anell conseqüències paleoclimàtiques?

Possiblement sí i, de fet, sembla raonable atès que si existís un anell equatorial, la inclinació axial de la Terra en relació amb el Sol faria que es reduís el flux solar als hemisferis hivernals de la Terra i, alhora, la llum solar reflectida en els materials de l’anell augmentaria lleugerament la irradiació dels hemisferis estivals.

Un escenari semblant accentuaria el refredament hivernal com ha estat precisament descrit en altres treballs previs. I, de fet, la dissipació de l’anell cessaria de manera natural l’efecte de refredament i, per tant, faria que el clima global tornés a les temperatures típiques, cosa que explicaria el ràpid escalfament posterior que sembla haver experimentat la Terra fa entre 444 i 437 milions d’anys.

Així doncs, la hipòtesi de la presència d’un anell al voltant de la Terra pren força arran d’aquest estudi. Veurem si aquest escenari és capaç d’explicar noves evidències que es puguin anar obtenint sobre aquesta remota època. Al cap i a la fi, això és ciència i els geòlegs han d’aprendre a llegir a les roques les ancianes pàgines del llibre de la Terra.