Diminutos cristales desenterrados en Sudáfrica contienen evidencia de una transición repentina en la superficie del planeta hace 3.800 millones de años.
Estos cristales, cada uno no más grande que un grano de arena, muestran que en esa época, TierraLa corteza de ‘s se rompió y comenzó a moverse, un precursor del proceso conocido como tectónica de placas.
Los hallazgos ofrecen pistas sobre la evolución de la Tierra como planeta y podrían ayudar a responder preguntas sobre los posibles vínculos entre placas tectónicas y la evolución de la vida, dijo la autora principal del estudio, Nadja Drabon, profesora de ciencias planetarias y de la Tierra en la Universidad de Harvard.
«La Tierra es el único planeta que tiene vida; la Tierra es el único planeta que tiene placas tectónicas», dijo Drabon a WordsSideKick.com.
motor de vida
Hoy en día, piezas de rompecabezas de corteza rígida flotan en un océano viscoso y caliente de magma en el manto, la capa media de la Tierra. Estos pedazos de corteza se muelen unos contra otros, se sumergen unos debajo de otros en las llamadas zonas de subducción y se empujan unos a otros, creando montañas y dorsales oceánicas, forjando volcanes y desencadenando los terremotos que regularmente sacuden el planeta. El hundimiento de las placas tectónicas también produce nuevas rocas en las zonas de subducción, que interactúan con la atmósfera para absorber carbón dióxido. Este proceso hace que la atmósfera sea más hospitalaria para la vida y mantiene el clima más estable, dijo Drabon.
Pero las cosas no siempre fueron así. Cuando la Tierra era joven y caliente, durante el eón Hadeano (hace 4600 a 4000 millones de años), el planeta se cubrió primero con un océano de magma y luego, a medida que el planeta se enfriaba, una superficie de roca sólida.
Se ha debatido acaloradamente cuándo exactamente esa superficie se agrietó y algunas partes comenzaron a moverse. Algunos estudios estiman que la tectónica de placas comenzó hace apenas 800 millones de años, mientras que otros sugieren que este sistema tiene al menos 2 mil millones de años. Live Science informó anteriormente.
Pero debido a que el planeta recicla constantemente su corteza en el manto, casi no hay rocas antiguas en la superficie que ayuden a resolver el debate. Antes de este estudio, «las rocas que tienen entre 2,5 [billion] y 4 mil millones de años solo constituyen el 5% de las rocas en la superficie», dijo Drabon. «Y antes de los 4 mil millones de años, no hay rocas preservadas».
Transición repentina
Eso cambió en 2018, cuando Drabon y sus colegas descubrieron cristales de circón en Green Sandstone Bed de Sudáfrica, en la cordillera de Barberton Greenstone. El equipo encontró 33 circones, con edades comprendidas entre los 4.100 millones y los 3.300 millones de años.
En el nuevo estudio, publicado el 21 de abril en la revista Adelantos AGUel equipo analizó diferentes isótopos, o variantes de elementos con diferente número de neutrones, en esos circones antiguos, así como en muchos circones de otros tiempos y lugares de la Tierra.
En los isótopos, los científicos encontraron evidencia de una transición repentina a la tectónica de placas primitiva que data de hace unos 3.800 millones de años. Ese hallazgo sugiere que en ese momento, en al menos un lugar del planeta, había comenzado una forma simple de subducción. Aún no se ha determinado si esto sucedió o no a nivel mundial, y es probable que el «motor realmente eficiente de placas que se mueven unas contra otras» que existe hoy en día aún no haya surgido, dijo Drabon.
Análisis isotópico de elementos como oxígeno, niobio y uranio también mostró que las rocas de la superficie contenían agua desde hace 3.800 millones de años, lo que sugiere que los circones alguna vez estuvieron encerrados en la corteza oceánica enterrada en un lecho marino primitivo. Y la extrapolación de las muestras más antiguas, de hace 4100 millones de años, sugiere que el planeta tenía una corteza sólida a más tardar hace 4200 millones de años, dijo Drabon.
Esto significaría que el mar de magma de la Tierra persistió solo hasta finales del Hadeano. Anteriormente, «la gente pensaba que la Tierra estaba cubierta por un océano de magma hasta hace 3.600 millones de años», dijo Drabon.
El nuevo estudio insinúa que el océano de lava fundida de la Tierra existió durante unos cientos de millones de años antes de que se formara la corteza sólida, agregó.
Entonces, ¿qué desencadenó esta transición? Una teoría es que la tectónica de placas simplemente surgió una vez que la Tierra se enfrió lo suficiente, dijo. También es posible que, como una cuchara de postre que rompe la parte superior crujiente de un crème brûlée, rocas espaciales masivas se hayan estrellado contra la Tierra y destrozado su corteza.
Otra pregunta intrigante aborda si la transición de la Tierra a la tectónica de placas temprana de alguna manera ayudó a que la vida evolucionara, agregó Drabon.
Mientras que los primeros fósiles La evidencia de vida en la Tierra data de hace unos 3.500 millones de años., las firmas químicas de los procesos biológicos, que se encuentran en la proporción de isótopos de carbono, son aún más antiguas. Algunos se pueden encontrar desde hace 3.800 millones de años, casi al mismo tiempo que surgieron las primeras placas tectónicas, dijo Drabon.
Publicado originalmente en Live Science.