Un asteroide de 1.5 kilómetros de asteroide, intacto o en trozos, podría haberse estrellado contra una capa de hielo hace apenas 13.000 años.
En un luminoso día de julio de hace 2 años, Kurt Kjær se encontraba en un helicóptero sobrevolando el noroeste de Groenlandia, una extensión de hielo, blanco y brillante. Pronto, su objetivo se puso a la vista: El glaciar Hiawatha, una capa de hielo de más de un kilómetro de espesor que se mueve lentamente. Avanza sobre el Océano Ártico no en una pared recta, sino en un llamativo semicírculo, como si saliera de una cuenca. Kjær, geólogo del Museo de Historia Natural de Dinamarca en Copenhague, sospechaba que el glaciar escondía un secreto explosivo. El helicóptero aterrizó cerca del caudaloso río que desagua el glaciar, barriendo las rocas de su interior. Kjær disponía de 18 horas para encontrar los cristales minerales que confirmaran sus sospechas.
Lo que trajo a casa confirmó el caso de un gran descubrimiento. Oculto bajo Hiawatha hay un cráter de impacto de 31 kilómetros de ancho, lo suficientemente grande como para tragarse Washington, D.C., informan hoy Kjær y 21 coautores en un artículo en Science Advances. El cráter se produjo cuando un asteroide de hierro de 1,5 kilómetros de diámetro chocó contra la Tierra, posiblemente en los últimos 100.000 años.
Aunque no es tan cataclísmico como el impacto de Chicxulub, que mató a los dinosaurios y abrió un cráter de 200 kilómetros de ancho en México hace unos 66 millones de años, el impactador Hiawatha también puede haber dejado una huella en la historia del planeta. El momento en que se produjo el impacto sigue siendo objeto de debate, pero algunos investigadores del equipo del descubrimiento creen que el asteroide impactó en un momento crucial: hace aproximadamente 13.000 años, justo cuando el mundo se estaba descongelando tras la última edad de hielo. Eso significaría que se estrelló contra la Tierra cuando los mamuts y otra megafauna estaban en declive y la gente se estaba extendiendo por América del Norte.
El impacto habría sido un espectáculo para cualquiera en un radio de 500 kilómetros. Una bola de fuego blanca cuatro veces más grande y tres veces más brillante que el sol habría atravesado el cielo. Si el objeto hubiera chocado con una capa de hielo, habría hecho un túnel hasta el lecho de roca, vaporizando el agua y la piedra por igual en un instante. La explosión resultante tendría la energía de 700 bombas nucleares de un megatón, e incluso un observador situado a cientos de kilómetros de distancia habría experimentado una onda expansiva, un trueno monstruoso y vientos huracanados. Más tarde, los restos de roca podrían haber llovido sobre América del Norte y Europa, y el vapor liberado, un gas de efecto invernadero, podría haber calentado localmente Groenlandia, derritiendo aún más hielo.
La noticia del descubrimiento del impacto ha reavivado un viejo debate entre los científicos que estudian el clima antiguo. Un impacto masivo en la capa de hielo habría hecho que el agua de deshielo se vertiera en el océano Atlántico, lo que podría alterar la cinta transportadora de las corrientes oceánicas y provocar un descenso de las temperaturas, especialmente en el hemisferio norte. «¿Qué significaría para las especies o la vida en esa época? Es una gran pregunta abierta», dice Jennifer Marlon, paleoclimatóloga de la Universidad de Yale.
Hace una década, un pequeño grupo de científicos propuso un escenario similar. Trataban de explicar un evento de enfriamiento, de más de 1.000 años de duración, llamado el Younger Dryas, que comenzó hace 12.800 años, cuando la última edad de hielo estaba terminando. Su controvertida solución fue invocar un agente extraterrestre: el impacto de uno o varios cometas. Los investigadores propusieron que, además de cambiar las cañerías del Atlántico Norte, el impacto también provocó incendios forestales en dos continentes que condujeron a la extinción de grandes mamíferos y a la desaparición del pueblo Clovis, cazador de mamuts, en Norteamérica. El grupo de investigación presentó pruebas sugestivas pero no concluyentes, y pocos científicos se mostraron convencidos. Pero la idea captó la imaginación del público a pesar de una limitación obvia: Nadie pudo encontrar un cráter de impacto.
Los defensores de un impacto del Younger Dryas se sienten ahora reivindicados. «Yo predeciría inequívocamente que este cráter tiene la misma edad que el Younger Dryas», dice James Kennett, geólogo marino de la Universidad de California en Santa Bárbara, uno de los impulsores originales de la idea.
Pero Jay Melosh, experto en cráteres de impacto de la Universidad de Purdue en West Lafayette, Indiana, duda de que el impacto fuera tan reciente. Estadísticamente, los impactos del tamaño del Hiawatha sólo se producen cada pocos millones de años, dice, por lo que la posibilidad de que se produzca uno hace sólo 13.000 años es pequeña. Independientemente de quién tenga razón, el descubrimiento dará munición a los teóricos del impacto del Younger Dryas, y convertirá al impactador Hiawatha en otro tipo de proyectil. «Esto es una patata caliente», dice Melosh a Science. «¿Son conscientes de que van a desencadenar una tormenta de fuego?»
Empezó con un agujero. En 2015, Kjær y un colega estaban estudiando un nuevo mapa de los contornos ocultos bajo el hielo de Groenlandia. Basándose en las variaciones de la profundidad del hielo y en los patrones de flujo de la superficie, el mapa ofrecía una sugerencia aproximada de la topografía del lecho de roca -incluyendo el indicio de un agujero bajo Hiawatha.
Kjær recordó un enorme meteorito de hierro en el patio de su museo, cerca de donde aparca su bicicleta. Llamado Agpalilik, que en inuit significa «el hombre», la roca de 20 toneladas es un fragmento de un meteorito aún mayor, el Cabo York, encontrado en piezas en el noroeste de Groenlandia por exploradores occidentales, pero utilizado durante mucho tiempo por el pueblo inuit como fuente de hierro para puntas de arpón y herramientas. Kjær se preguntó si el meteorito podría ser un remanente de un impactador que excavó la característica circular bajo Hiawatha. Pero todavía no estaba seguro de que fuera un cráter de impacto. Necesitaba verlo más claramente con el radar, que puede penetrar en el hielo y reflejarse en el lecho de roca.
El equipo de Kjær comenzó a trabajar con Joseph MacGregor, un glaciólogo del Centro de Vuelo Espacial Goddard de la NASA en Greenbelt, Maryland, que desenterró datos de radar de archivo. MacGregor descubrió que los aviones de la NASA sobrevolaban a menudo el lugar cuando iban a inspeccionar el hielo marino del Ártico, y que a veces los instrumentos se encendían, en modo de prueba, al salir. «Eso fue bastante glorioso», dice MacGregor.
Las imágenes del radar mostraban con más claridad lo que parecía el borde de un cráter, pero seguían siendo demasiado borrosas en el centro. Muchas características de la superficie de la Tierra, como las calderas volcánicas, pueden enmascararse como círculos. Pero sólo los cráteres de impacto contienen picos centrales y anillos de picos, que se forman en el centro de un cráter recién nacido cuando -como el chapoteo de una piedra en un estanque- la roca fundida rebota justo después del impacto. Para buscar estas características, los investigadores necesitaban una misión de radar específica.
Casualmente, el Instituto Alfred Wegener de Investigación Polar y Marina de Bremerhaven (Alemania) acababa de adquirir un radar de penetración de hielo de última generación para montarlo en las alas y el cuerpo de su avión Basler, un DC-3 de dos hélices readaptado que es un caballo de batalla de la ciencia ártica. Pero también necesitaban financiación y una base cerca de Hiawatha.
Kjær se encargó del dinero. Las agencias de financiación tradicionales serían demasiado lentas, o propensas a filtrar su idea, pensó. Así que solicitó a la Fundación Carlsberg de Copenhague, que utiliza los beneficios de sus ventas mundiales de cerveza para financiar la ciencia. MacGregor, por su parte, consiguió que sus colegas de la NASA persuadieran al ejército estadounidense para que les dejara trabajar en la Base Aérea de Thule, un puesto avanzado de la Guerra Fría en el norte de Groenlandia, donde los miembros alemanes del equipo llevaban 20 años intentando obtener permiso para trabajar. «Tenía científicos alemanes jubilados y muy serios que me enviaban emojis con caras felices», dice MacGregor.
JOHN SONNTAG/NASA
Tres vuelos, en mayo de 2016, añadieron 1600 kilómetros de datos frescos de docenas de tránsitos a través del hielo-y la evidencia de que Kjær, MacGregor, y su equipo estaban en algo. El radar reveló cinco protuberancias prominentes en el centro del cráter, lo que indica un pico central que se eleva unos 50 metros de altura. Y como señal de un impacto reciente, el fondo del cráter es excepcionalmente irregular. Si el asteroide hubiera impactado hace más de 100.000 años, cuando la zona estaba libre de hielo, la erosión del hielo derretido en el interior del país habría alisado el cráter, dice MacGregor. Las señales de radar también mostraron que las capas profundas de hielo estaban desordenadas, otro signo de un impacto reciente. Según MacGregor, los patrones extrañamente perturbados sugieren que «la capa de hielo no se ha equilibrado con la presencia de este cráter de impacto»
Pero el equipo quería pruebas directas para superar el escepticismo que sabían que saludaría la afirmación de un cráter joven y masivo, que parecía desafiar las probabilidades de la frecuencia con la que se producen los grandes impactos. Y es por eso que Kjær se encontró, en ese brillante día de julio de 2016, tomando muestras frenéticas de rocas a lo largo de la media luna de terreno que rodea la cara de Hiawatha. Su parada más importante fue en el centro del semicírculo, cerca del río, donde recogió sedimentos que parecían proceder del interior del glaciar. Fue agitado, dice, «uno de esos días en los que sólo revisas las muestras, te caes en el lecho y no te levantas durante algún tiempo».
En ese afloramiento, el equipo de Kjær cerró su caso. Cribando la arena, Adam Garde, geólogo del Servicio Geológico de Dinamarca y Groenlandia en Copenhague, encontró granos de vidrio forjados a temperaturas superiores a las que puede generar una erupción volcánica. Y lo que es más importante, descubrió cristales de cuarzo en estado de shock. Los cristales contenían un patrón de bandas distintivo que sólo puede formarse en las intensas presiones de los impactos extraterrestres o las armas nucleares. El cuarzo es un buen ejemplo, dice Melosh. «Tiene muy buena pinta. Todas las pruebas son bastante convincentes»
Ahora, el equipo necesita averiguar exactamente cuándo se produjo la colisión y cómo afectó al planeta.
El Younger Dryas, llamado así por una pequeña flor ártica blanca y amarilla que floreció durante la ola de frío, ha fascinado durante mucho tiempo a los científicos. Hasta que se produjo el calentamiento global provocado por el hombre, ese periodo reinaba como una de las oscilaciones de temperatura más acusadas de los últimos tiempos en la Tierra. Cuando la última edad de hielo se desvaneció, hace unos 12.800 años, las temperaturas en algunas partes del hemisferio norte se desplomaron hasta 8°C, hasta llegar a los valores de la edad de hielo. Se mantuvieron así durante más de 1.000 años, convirtiendo el avance de los bosques en tundra.
El desencadenante podría haber sido una interrupción en la cinta transportadora de las corrientes oceánicas, incluida la Corriente del Golfo que lleva el calor hacia el norte desde los trópicos. En un artículo publicado en 1989 en Nature, Kennett, junto con Wallace Broecker, científico del clima del Observatorio de la Tierra Lamont-Doherty de la Universidad de Columbia, y otros, explicaron cómo el agua de deshielo de las capas de hielo en retirada podría haber interrumpido la cinta transportadora. Cuando el agua caliente de los trópicos viaja hacia el norte en la superficie, se enfría y la evaporación la hace más salada. Ambos factores aumentan la densidad del agua hasta que se hunde en el abismo, ayudando a impulsar el transportador. La adición de un pulso de agua dulce menos densa podría frenar el proceso. Los investigadores del paleoclima han respaldado en gran medida la idea, aunque hasta hace poco no había pruebas de tal inundación.
Entonces, en 2007, Kennett sugirió un nuevo desencadenante. Se asoció con científicos liderados por Richard Firestone, físico del Laboratorio Nacional Lawrence Berkeley de California, que propusieron el choque de un cometa en el momento clave. Al explotar sobre la capa de hielo que cubre América del Norte, el cometa o los cometas habrían arrojado al cielo polvo que bloquea la luz, enfriando la región. Más al sur, los proyectiles ardientes habrían prendido fuego a los bosques, produciendo hollín que profundizó la penumbra y el enfriamiento. El impacto también podría haber desestabilizado el hielo y desatado agua de deshielo que habría interrumpido la circulación del Atlántico.
El caos climático, sugirió el equipo, podría explicar por qué los asentamientos Clovis se vaciaron y la megafauna desapareció poco después. Pero las pruebas eran escasas. Firestone y sus colegas marcaron finas capas de sedimentos en docenas de yacimientos arqueológicos de Norteamérica. Esos sedimentos parecían contener rastros geoquímicos de un impacto extraterrestre, como un pico de iridio, el elemento exótico que ayudó a cimentar el caso del impacto de Chicxulub. Las capas también contenían pequeñas perlas de vidrio y hierro -posibles restos meteoríticos- y grandes cantidades de hollín y carbón vegetal, que indicaban la existencia de incendios.
El equipo se encontró con críticas inmediatas. El declive de mamuts, perezosos gigantes y otras especies había comenzado mucho antes del Younger Dryas. Además, los arqueólogos afirmaron que no existía ningún indicio de una mortandad humana en Norteamérica. Los nómadas Clovis no habrían permanecido mucho tiempo en ningún yacimiento. Las distintivas puntas de lanza que marcaban su presencia probablemente desaparecieron no porque el pueblo se extinguiera, sino porque esas armas dejaron de ser útiles una vez que los mamuts disminuyeron, dice Vance Holliday, arqueólogo de la Universidad de Arizona en Tucson. La hipótesis del impacto intentaba resolver problemas que no necesitaban ser resueltos.
Las pruebas geoquímicas también empezaron a erosionarse. Los científicos externos no pudieron detectar el pico de iridio en las muestras del grupo. Las cuentas eran reales, pero eran abundantes a lo largo de muchas épocas geológicas, y el hollín y el carbón vegetal no parecían tener un pico en la época del Younger Dryas. «Enumeraron todas estas cosas que no son del todo suficientes», dice Stein Jacobsen, un geoquímico de la Universidad de Harvard que estudia los cráteres.
Pero la hipótesis del impacto nunca murió del todo. Sus defensores siguieron estudiando la supuesta capa de escombros en otros lugares de Europa y Oriente Medio. También informaron del hallazgo de diamantes microscópicos en diferentes lugares que, según ellos, sólo podrían haberse formado por un impacto. (Investigadores externos cuestionan las afirmaciones sobre los diamantes.)
Ahora, con el descubrimiento del cráter de Hiawatha, «creo que tenemos la pistola humeante», dice Wendy Wolbach, geoquímica de la Universidad De-Paul de Chicago (Illinois), que ha realizado trabajos sobre los incendios de la época.
El impacto habría derretido 1500 gigatoneladas de hielo, según estimaciones del equipo, aproximadamente tanto hielo como el que ha perdido la Antártida a causa del calentamiento global en la última década. El efecto invernadero local del vapor liberado y el calor residual en la roca del cráter habrían añadido más deshielo. Gran parte de esa agua dulce podría haber ido a parar al cercano Mar del Labrador, un lugar primario de bombeo de la circulación de vuelco del Océano Atlántico. «Eso podría perturbar potencialmente la circulación», dice Sophia Hines, paleoclimatóloga marina de Lamont-Doherty.
Temido por la anterior controversia, Kjær no respalda ese escenario. «No me pongo al frente de ese carro», dice. Pero en los borradores del trabajo, admite, el equipo señaló explícitamente una posible conexión entre el impacto de Hiawatha y el Younger Dryas.
ADAM GARDE, GEUS
La evidencia comienza con el hielo. En las imágenes de radar, la arenilla procedente de erupciones volcánicas lejanas hace que algunos de los límites entre las capas estacionales destaquen como reflejos brillantes. Estas capas brillantes pueden compararse con las mismas capas de gravilla en núcleos de hielo catalogados y fechados de otras partes de Groenlandia. Mediante esta técnica, el equipo de Kjær descubrió que la mayor parte del hielo de Hiawatha está perfectamente estratificado durante los últimos 11.700 años. Pero en el hielo más antiguo y perturbado de abajo, los reflejos brillantes desaparecen. Al rastrear las capas profundas, el equipo hizo coincidir el revoltijo con el hielo superficial rico en escombros del borde de Hiawatha, datado previamente en 12.800 años. «Era bastante autoconsistente que el flujo de hielo fue fuertemente perturbado en el Younger Dryas o antes», dice MacGregor.
Otras líneas de evidencia también sugieren que Hiawatha podría ser el impacto del Younger Dryas. En 2013, Jacobsen examinó un núcleo de hielo del centro de Groenlandia, a 1000 kilómetros de distancia. Esperaba poner fin a la teoría del impacto del Younger Dryas al mostrar que, hace 12.800 años, los niveles de metales que los impactos de asteroides tienden a esparcir no se dispararon. En cambio, encontró un pico de platino, similar a los medidos en las muestras del lugar del cráter. «Esto sugiere una conexión con el Younger Dryas», dice Jacobsen. Al principio le intrigó el artículo de Firestone, pero rápidamente se unió a las filas de los detractores. Los defensores del impacto del Younger Dryas le atribuyen demasiadas cosas, dice: los incendios, la extinción de la megafauna, el abandono de los yacimientos Clovis. «Le dieron un mal brillo». Pero el pico de platino que encontró Jacobsen, seguido del descubrimiento de Hiawatha, le ha hecho volver a creer. «Tiene que ser lo mismo», dice.
Pero nadie puede estar seguro de la cronología. Las capas alteradas podrían reflejar nada más que las tensiones normales en las profundidades de la capa de hielo. «Sabemos muy bien que el hielo más antiguo puede perderse por cizallamiento o fusión en la base», dice Jeff Severinghaus, paleoclimatólogo del Instituto Scripps de Oceanografía en San Diego, California. Richard Alley, glaciólogo de la Universidad Estatal de Pensilvania en University Park, cree que el impacto es mucho más antiguo que 100.000 años y que un lago subglacial puede explicar las extrañas texturas cerca de la base del hielo. «El flujo de hielo sobre los lagos que crecen y se reducen interactuando con la topografía rugosa podría haber producido estructuras bastante complejas», dice Alley.
Un impacto reciente también debería haber dejado su huella en la media docena de núcleos de hielo profundos perforados en otros lugares de Groenlandia, que documentan los 100.000 años de la historia de la actual capa de hielo. Sin embargo, ninguno muestra la fina capa de escombros que un impacto del tamaño del Hiawatha debería haber levantado. «Realmente se debería ver algo», dice Severinghaus.
Brandon Johnson, científico planetario de la Universidad de Brown, no está tan seguro. Tras ver un borrador del estudio, Johnson, que modela impactos en lunas heladas como Europa y Encélado, utilizó su código para recrear el impacto de un asteroide en una gruesa capa de hielo. Un impacto excava un cráter con un pico central como el visto en Hiawatha, descubrió, pero el hielo suprime la propagación de los restos rocosos. «Los resultados iniciales son que llega mucho menos lejos», dice Johnson.
En 2016, Kurt Kjær buscó pruebas de un impacto en la arena arrastrada por debajo del glaciar Hiawatha. Encontró cuentas vítreas y cristales de cuarzo conmocionados.
Incluso si el asteroide golpeó en el momento adecuado, podría no haber desencadenado todos los desastres previstos por los defensores del impacto del Younger Dryas. «Es demasiado pequeño y está demasiado lejos para acabar con los mamíferos del Pleistoceno en el territorio continental de Estados Unidos», afirma Melosh. Y es difícil entender cómo un impacto podría encender las llamas en una región tan fría y estéril. «No puedo imaginar cómo algo como este impacto en este lugar podría haber causado incendios masivos en América del Norte», dice Marlon.
Puede que ni siquiera haya desencadenado el Younger Dryas. Los núcleos de sedimentos oceánicos no muestran ningún rastro de una oleada de agua dulce en el Mar del Labrador desde Groenlandia, dice Lloyd Keigwin, paleoclimatólogo de la Institución Oceanográfica Woods Hole en Massachusetts. Las mejores pruebas recientes, añade, sugieren una inundación en el Océano Ártico a través del oeste de Canadá.
En cualquier caso, un desencadenante externo puede ser innecesario, dice Alley. Durante la última edad de hielo, el Atlántico Norte experimentó otras 25 rachas de enfriamiento, probablemente desencadenadas por interrupciones de la circulación de vuelco del Atlántico. Ninguna de esas rachas, conocidas como eventos Dansgaard-Oeschger (D-O), fue tan grave como el Younger Dryas, pero su frecuencia sugiere que un ciclo interno también desempeñó un papel en el Younger Dryas. Incluso Broecker está de acuerdo en que el impacto no fue la causa última del enfriamiento. Si los eventos D-O representan transiciones abruptas entre dos estados regulares del océano, dice, «se podría decir que el océano se estaba acercando a la inestabilidad y de alguna manera este evento lo derribó»
Aún así, la historia completa de Hiawatha se reducirá a su edad. Incluso un cráter de impacto expuesto puede ser un reto para la datación, que requiere capturar el momento en que el impacto alteró las rocas existentes -no la edad original del impactador o su objetivo-. El equipo de Kjær lo ha intentado. Dispararon láseres a las esférulas vítreas para liberar argón para la datación, pero las muestras estaban demasiado contaminadas. Los investigadores están inspeccionando un cristal azul del mineral apatita en busca de las líneas dejadas por la desintegración del uranio, pero es una posibilidad remota. El equipo también encontró rastros de carbono en otras muestras, que algún día podrían arrojar una fecha, dice Kjær. Pero la respuesta definitiva podría requerir la perforación a través del hielo hasta el suelo del cráter, hasta la roca que se derritió en el impacto, reiniciando su reloj radiactivo. Con muestras suficientemente grandes, los investigadores deberían ser capaces de precisar la edad del Hiawatha.
Dada la remota ubicación, una expedición de perforación al agujero en la cima del mundo sería costosa. Pero está en juego la comprensión de la historia climática reciente -y lo que un impacto gigante puede hacer al planeta-. «Alguien tiene que ir a perforar allí», dice Keigwin. «Eso es todo lo que hay que hacer».