El pasado de la Tierra está escrito en bolitas de cristal

En el año 2003 el investigador Robb Hermes visitó el Trinity Site, la planicie de Nuevo México en que el ejército estadounidense detonó por primera vez una bomba atómica en 1945. Mientras caminaba, este experto en polímeros del laboratorio de Los Álamos observó que en el suelo había pequeños fragmentos de cristal, formados por la increíble fuerza de la explosión nuclear producida 68 años antes. Este mineral, descubierto en los años 40, se bautizó como trinitita y es uno de los materiales geológicos generados por la acción del hombre. Llevado por su curiosidad científica, Hermes sintió unas ganas irrefrenables de tomar una muestra, pero las leyes federales prohíben terminantemente a los visitantes sacar cualquier tipo de material de este lugar. Así que ideó otro plan.

Tras llegar a su oficina, Hermes recordó que en la zona había visto una serie de hormigueros en forma de montículo y decidió solicitar formalmente varias muestras de tierra para estudiarlos. "Esperaba obtener algunas muestras de tierra de las autoridades y me las enviaron", explica a Next. "Lo demás es historia". Su intención no era estudiar a las hormigas, sino obtener algunas de aquellas lascas de material formados por la explosión, y para su sorpresa encontró algo más: buena parte de los fragmentos más pequeños de trinitita tenían forma de esférula o de gota. En los siguientes meses, él y su equipo estudiaron aquellas esferas de cristal y no solo descubrieron los detalles sobre su formación, sino que empezaron a colaborar con otros geólogos que encontraban material similar en cráteres de meteoritos. La violencia con la que impacta un objeto extraterrestre contra la corteza es similar a la que provoca una explosión nuclear y ambas funden el material y lo reagrupan formando nuevos minerales.

Había esférulas de trinitita a dos kilómetros de la zona de impacto de la bomba Trinity

"Las esférulas son simplemente una aglomeración de material fundido que, debido a la tensión superficial, adquiere forma redondeada", explica Hermes. "Se producen también otras formas, aplanadas, abombadas o en forma de lágrima, debido a su movimiento angular durante el proceso de solidificación". Él y su equipo localizaron esférulas de este tipo a una distancia de hasta dos kilómetros de la zona de impacto, lo que habla de la violencia de la explosión, e incluso detectaron en su interior pequeñas trazas de acero y cobre que procedían de la estructura que sujetaba la bomba y los cables que la conectaban. Pero lo más curioso, reflexionaba Hermes, era que las gotas de trinitita eran "prácticamente idénticas" a las que se encontraron en las excavaciones arqueológicas que corresponden con la capa geológica del Dryas Reciente, una fase de enfriamiento climático a finales del Pleistoceno, hace entre 12.700 y 11.500 años, y apoyaban la hipótesis de que un gran impacto había afectado a la actual Norteamérica durante ese periodo, causando la desaparición parte de la megafauna y de la cultura Clovis. "Las pruebas de la trinitita eran como tener un experimento altamente energético que produce gotas y escoria similar a la encontrada en el límite del Dryas reciente".

En el año 2013, el equipo de Ted Bunch, profesor de geología de la Universidad de Arizona, utilizó espesctroscopía de rayos X y análisis geoquímico para estudiar centenares de esférulas halladas al principio del Plesitoceno y al final de la última glaciación, justo en la época en que se dejan de tener restos arqueológicos de los Clovis. Según sus cálculos, alrededor de 10 millones de toneladas de esférulas se distribuyeron hace 12.900 años en una superficie de unos 50 millones de kilómetros cuadrados, similar al que se encuentra en las zonas de impacto de grandes meteoritos. "Probablemente se trató de un cometa fragmentado, algunas de cuyas partes impactaron en zonas diferentes del planeta", explica Bunch.

“Una explosión nuclear y el impacto de un meteorito son muy similares”

A pesar de que reunieron todo tipo de pruebas, y que descartaron posible contaminación orgánica o que los restos tuvieran procedencia volcánica, la hipótesis de Bunch y su equipo no ha recibido plena aceptación de la comunidad científica y encajó algunas duras críticas. En cualquier caso, el estudio de Hermes sobre las esférulas de trinitita quedó fuera de dudas  y ayudaba a comprender mejor su formación. "Ambos tipos de esférulas contienen material fundido y sin fundir", explica Bunch, "tienen formas similares, muchas burbujas y es difícil diferenciarlas". Y "a excepción de la radiactividad", añade, una explosión nuclear y un evento cósmico como el impacto de un meteorito son muy similares.

Tres años después, el equipo de Morgan Schaller ha utilizado el análisis de las esférulas encontradas en la zona atlántica de Norteamérica para anunciar otro gran descubrimiento situado unos millones de años antes y con gran relevancia para el estudio del cambio climático. En un trabajo publicado este jueves en la revista Science, Schaller asegura haber encontrado pruebas sólidas de que un meteorito sacudió nuestro planeta hace unos 56 millones de años, coincidiendo con el llamado "Máximo térmico del Paleoceno-Eoceno", un periodo de 20.000 años en que la temperatura aumentó más de seis grados, el nivel de los océanos creció  y se produjeron miles de extinciones.

Hasta ahora, los registros indicaban la inyección de una cantidad masiva de carbono en la atmósfera en esa época, lo que se podía explicar mediante tres hipótesis: la existencia de grandes inundaciones, erupciones masivas o el impacto de un objeto extraterrestre contra la Tierra. El trabajo de Schaller parece inclinar la balanza hacia esta última explicación, puesto que las esférulas encontradas en diversos lugares tienen los microimpactos y la morfología característica de las producidas durante un evento meteorítico. Con esto, concluyen, es probable que un gran objeto - seguramente un cometa- fuera el causante del cambio drástico registrado en el mismo periodo en que aparecen las esférulas y desaparecen cientos de especies de animales y plantas del registro fósil.

"Los resultados obtenidos son de gran importancia pues servirán para intentar determinar el campo de distribución de estas esférulas en otras zonas correspondientes a este límite temporal", explica Jesús Martínez-Frías, jefe del Grupo de Investigación del CSIC de Meteoritos y Geociencias Planetarias. En la Tierra, recuerda, se han identificado más de 180 grandes estructuras de impacto meteorítico y en algunos de estos lugares se han encontrado esférulas de vidrio y anomalías de iridio que marcan determinados eventos "impactogénicos". El artículo de Schaller describe el descubrimiento de esférulas de vidrio silicatado en un nivel concreto de tres secciones marinas correspondientes al límite Paleoceno-Eoceno en el margen atlántico y es bastante sólido, a su juicio, porque los autores utilizan distintas técnicas analíticas complementarias mineralógicas y geoquímicas, como la espectroscopia Raman, y comparan las características de estas esférulas con las ya conocidas de otros límites estratigráficos.

"Básicamente las esférulas nos ayudan a reconstruir episodios de nuestro pasado, con implicaciones ambientales, en ocasiones ligados a extinciones", concluye Martínez-Frías. "Son una pieza más de nuestro puzle coevolutivo en el que curiosamente no debemos quedarnos con procesos exclusivamente terrestres, sino considerar también la interacción de nuestro planeta con el espacio exterior. Algo que tiene sus efectos y que, a través de las esférulas, podemos comprender".

Referencias: Impact ejecta at the Paleocene-Eocene boundary (Science) | Atomic ant sand (Science news) | Evidence for deposition of 10 million tonnes of impact spherules across four continents 12,800 y ago (PNAS)