Un puñado de cristales de circón históricos presentes en Sudáfrica mantienen la prueba más antigua de subducción, un factor clave de la tectónica de placas, según un nuevo estudio publicado hoy en Adelantos AGUla revista de AGU para análisis y comentarios de alto impacto y acceso abierto en todas las ciencias de la Tierra y del área.

Estas extrañas cápsulas de tiempo desde el nivel juvenil de la Tierra hasta una transición hace unos 3.800 millones de años desde un suelo rocoso seguro y de larga vida hasta los procesos energéticos que forman nuestro planeta hoy, ofrecen una nueva pista en un debate candente sobre cuándo se puso en marcha la tectónica de placas.

La corteza terrestre y la capa superior del manto justo debajo de ella se rompen en placas rígidas que se mueven lentamente sobre capas viscosas pero más pequeñas de roca del manto. El calor del núcleo de la Tierra impulsa este movimiento lento pero inexorable, responsable de los volcanes, los terremotos y el levantamiento de las cadenas montañosas.

Las estimaciones de cuándo este proceso de aceleración y forma de corteza moderna varían desde hace más de 4 mil millones de años hasta hace solo 800 millones de años. La incertidumbre surge porque el registro geológico de la juventud de la Tierra es escaso, debido al efecto de reciclaje del suelo de la tectónica de placas en sí. Prácticamente nada queda del Eón Hadeano, los primeros 500 millones de años de la Tierra.

“La Tierra Hadeana es ese gran campo de suspenso”, dijo Nadja Drabon, geóloga de la Universidad de Harvard y autora principal del nuevo estudio.

Pequeñas cápsulas del tiempo

En un emocionante paso adelante para arreglar este thriller, en 2018 Drabon y sus colegas desenterraron una colección cronológica de 33 cristales microscópicos de circón de un bloque histórico poco común de la corteza en el cinturón de piedra verde de Barberton en Sudáfrica, que se formó en diferentes momentos a lo largo de un importante lapso de 800 millones de años desde 4,15 a 3,3 mil millones de años en el pasado.

El circón es un mineral de acento relativamente frecuente en la corteza terrestre, pero los representantes históricos del Eón Hadeano, hace entre 4 y 4560 millones de años, son extremadamente raros, presentes en solo 12 lugares de la Tierra y, a menudo, en cantidades inferiores a tres en cada lugar. .

Los isótopos de hafnio y los componentes clave conservados en los circones del Cinturón de piedra verde sugirieron una historia sobre las circunstancias en la Tierra en el momento en que cristalizaron. Los circones de 3.800 millones de años y más jóvenes parecían haberse formado en rocas que experimentaban presiones y se derretían como las zonas de subducción modernas, lo que sugiere que la corteza podría haber comenzado a moverse.

“Después de decir tectónica de placas, me refiero particularmente a una configuración de arco, cuando una placa se coloca debajo de la otra y tienes todo ese vulcanismo; considera los Andes, por ejemplo, y el Anillo del Hogar”, dijo Drabon, describiendo un ejemplo básico de subducción.

“A los 3.800 millones de años hay un cambio dramático donde la corteza se desestabiliza, ahora se forman nuevas rocas y vemos que las firmas geoquímicas se vuelven cada vez más similares a lo que vemos en la tectónica de placas moderna”, dijo Drabon.

En contraste, los circones más antiguos conservaron evidencia de una capa global de “protocorteza” derivada de la refundición de la roca del manto que había permanecido segura durante 600 millones de años, descubrió el estudio.

Indicadores del cambio mundial

El nuevo estudio encontró una transición análoga a circunstancias que se asemejan a la subducción moderna en circonitas de otras regiones del mundo, relación con unos 200 millones de años de las circonitas sudafricanas.

“Vemos evidencia de un cambio importante en la Tierra hace alrededor de 3.800 a 3.600 millones de años y la evolución hacia la tectónica de placas es un riesgo claro”. Drabon mencionó.

Si bien no es concluyente, los resultados sugieren que podría haber comenzado un cambio global, dijo Drabon, probablemente comenzando y deteniéndose en áreas dispersas antes de instalarse en el motor mundial amigable con el medio ambiente de placas en constante cambio que vemos hoy.

La tectónica de placas moldea el ambiente de la Tierra además de su suelo. Lanzamiento de gases volcánicos y producción de roca de silicato reciente, que consume grandes cantidades de dióxido de carbono del ambiente, cambios de temperatura masivos en el estado de ánimo debido a una cantidad excesiva o insuficiente de gasolina de efecto invernadero.

“Sin todo el reciclaje y la formación de una nueva corteza, quizás estemos yendo y viniendo entre el calor hirviendo y el frío helado”, dijo Drabon. “Es como un termostato para el clima local”.

La tectónica de placas, hasta ahora, solo se ha observado en la Tierra, y podría ser importante para crear un planeta habitable, dijo Drabon, lo que hace que los orígenes de los movimientos de placas de interés en la investigación se conviertan en el desarrollo temprano de la vida.

“El registro que tenemos ahora para la Tierra más antigua es realmente restringido, pero el simple hecho de ver una transición similar en tantos lugares alternativos hace que sea posible que haya habido un cambio global en los procesos de la corteza”, dijo Drabon. “Algún tipo de forma de reorganización estaba ocurriendo en la Tierra”.

Por Roberto

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