Paradoja: ¿por qué la Tierra no estuvo permanentemente congelada?

Proponen dos respuestas a la paradoja de por qué la Tierra no estuvo permanentemente congelada en el pasado pese a que la intensidad de la radiación solar era un 30% menor que en la actualidad.

Las estrellas son sencillas, o al menos lo son los modelos que tenemos sobre ellas. Estos modelos incluyen, por su puesto, al Sol. Según estos modelos el Sol era un 30% menos luminoso hace 4000 millones de años de lo que lo es ahora. Esto llevó en 1972 a Carl Sagan y George Mullen a formular la paradoja del Sol temprano débil. Si el Sol era tan poco luminoso, ¿por qué la Tierra no se congeló completamente durante todo ese tiempo? Paradoja que es más evidente si tenemos en cuenta que hay pruebas de que en aquella época la temperatura no era demasiado baja.
En 1993 Jim Kasting dio una probable respuesta a esta paradoja al sugerir que la atmósfera consistía en un 30% de dióxido de carbono en aquella época y que el efecto invernadero que proporcionaba fue suficiente para impedir una Tierra congelada.
Ahora un nuevo estudio muestra que la razón por la cual la Tierra no era un témpano de hielo fue otra distinta. Minik Rosing, del Museo de Historia Natural de Dinamarca, y Christian Bjerrum, de la Universidad de Copenhagen, junto a colaboradores de la Universidad de Stanford proponen la nueva explicación en Nature.
Según estos investigadores lo que evitó que la Tierra se congelara no fue la alta concentración de dióxido de carbono en la atmósfera, sino que la capa de nubes era mucho más fina en aquel entonces de lo que lo es ahora. Además, la superficie terrestre estaba cubierta por agua y se sabe que los océanos son más oscuros que los continentes. Esto significa que los rayos del Sol alcanzaban y calentaban más fácilmente la superficie y así se evitó que se congelara.
La razón de esta ausencia o menor presencia de nubes en la infancia de la Tierra se debería al proceso que las forma. Para que se formen las nubes se requieren sustancias químicas que son producidas por las algas y las plantas, seres que en aquella época no existían.
En la actualidad estos componentes químicos hacen de núcleos de condensación sobre los que crecen las pequeñas gotitas de agua que forman las nubes, y las nubes, al ser blancas, aumentan el albedo de la Tierra al reflejar más rayos solares. En aquella época la vida acaba de aparecer y los seres vivos no manufacturaban en cantidad apreciable productos que ayudaran a la formación de nubes.
Si usamos la relación entre la radiación solar y la temperatura de la superficie de la Tierra podemos ver que nuestro planeta debía de haber estado congelada durante 3000 millones de años de sus 4500 millones de años de existencia.
Minik Rosing y su equipo analizaron rocas de 3800 años de antigüedad de Isua, en Groenlandia, para resolver la paradoja.
El análisis proporcionó pruebas sobre la concentración de dióxido de carbono, comprobando que el nivel de ese gas llegaba como máximo a una parte en mil. Esta concentración era solamente tres o cuatro veces más que los niveles actuales y muy por debajo de esa proporción de un 30% propuesta a principios de los noventa para explicar la paradoja.
El resultado tiene además importancia sobre los modelos climáticos y el actual debate sobre el efecto de los gases de efecto invernadero sobre el clima. Hasta ahora había dos corrientes de pensamiento según las cuales los niveles de este gas habrían fluctuado mucho durante la historia geológica del planeta y según otros habrían permanecido más o menos estables. Según este resultado habría sucedido lo segundo y la concentración de dióxido de carbono no habría cambiado sustancialmente durante miles de millones de años.
Según Minik Rosing esto plantea un problema respecto a las actuales emisiones de este gas. Según él es de vital importancia conocer bien la historia geológica y atmosférica para poder entender bien el presente y el futuro.
Otros investigadores sugieren que todavía hay espacio para que otros gases de efecto invernadero jugaran un papel relevante.
Una explicación distinta a esta paradoja la ha proporcionado Christoffer Karoff de la Universidad de Birmingham gracias al estudio de la estrella kappa Ceti, que está a 30 años luz de distancia de nosotros. Los modelos no siempre tiene en cuenta todos los factores y contar con una situación real puede proporcionar nueva información. Esta estrella es similar al Sol pero está en una fase similar a la que el Sol pasó al principio. Está más activa y produce fulguraciones y eyecciones coronales masivas. Así que en el pasado pudo ocurrir que estas nubes de gas ionizado emitidas por el Sol primitivo podrían haber producido un decrecimiento Forbush, según el cual los rayos cósmicos son bloqueados y llegan en menor cantidad a la Tierra.
¿Y cómo afecta esto a la temperatura terrestre? Últimamente se viene sugiriendo que los rayos cósmicos pueden tener un papel en la formación de nubes gracias a un fenómeno de ionización, que se puede resumir en que a menos rayos cósmico menos nubes. Por tanto, según esta explicación la mayor temperatura de la Tierra de la que le correspondería también se debería a una menor presencia de nubes, pero debida a la ausencia de rayos cósmicos.