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El análisis de cristales de circón revela que quizás ya había tectónica hace más de 4000 millones de años y confirma que ya había océanos de agua líquida.

Circón con inclusiones en Jack Hills. Foto: B. Watson, M. Hopkins.

Costó mucho creerse que los continentes se movían. Wegener propuso esa idea cuando reparó en que las similitudes entre la costa oeste africana y la costa este sudamericana no podían ser fruto de la casualidad, pero era muy difícil proponer un mecanismo mediante el cual los continentes se pudieran mover. No fue hasta mediados del siglo pasado cuando se pudieron reunir pruebas de que la deriva continental era real y la comunidad científica aceptara la teoría. Ahora podemos medir esa deriva comprobando que el océano Atlántico se expande varios centímetros al año y también sabemos que el motor de esta tectónica de placas reside en la convención de las rocas del manto, que poco a poco empujan las placas continentales, las hacen colisionar unas con otras levantando cordilleras como el Himalaya o subducen lecho oceánico por debajo de los continentes.
En Marte se detuvo hace mucho tiempo si es que la hubo, y en Venus parece que nunca la hubo. Sin embargo, es la presencia de tectónica sobre la Tierra la que facilitó y facilita la presencia de vida absorbiendo y emitiendo gases o modificando el ciclo de los elementos. Los continentes se han reunido y separado varias veces cambiando de forma y determinando el futuro de las especies que portaban, incluyendo la ruta suicida del continente antártico hacia el polo sur. En la Tierra todavía prosigue la actividad tectónica y nos recuerda su presencia con algún que otro terremoto de vez en cuando. La pregunta fundamental es saber cuándo empezó toda esta tectónica.
Ahora se han encontrado pruebas que indican que la tectónica tal vez comenzó sobre la Tierra hace más de 4000 millones de años. Estas pruebas se basan en la existencia de ciertos minerales que indican que en esa época ya había subdución.
La Tierra se formó hace unos 4600 millones de años en un estado de rocas fundidas (única manera de explicar la diferenciación en núcleo, manto y corteza), pero poco se sabe sobre los primeros cientos de millones de años del planeta Tierra. Es lo que se conoce como el eón Hádico, que comprende desde la formación del planeta hasta hace 3800 millones de años. Como su nombre indica Hádico procede de Hades, el infierno según los antiguos griegos, y viene a sugerir que no debía de ser un sitio muy hospitalario. Algunos estudios sugieren que durante el Hádico el flujo de calor desde el interior de la Tierra debía de ser de tres a cinco veces el actual, sobre todo debido a la gran abundancia de radioisótopos. Radioisótopos que se han ido desintegrando desde entonces. Bajo esas premisas la temperatura debía de ser muy alta (suficiente para fundir la roca) y es difícil concebir un sistema tectónico en aquella época bajo esas condiciones.
La mejor pista que tenemos sobre ese tiempo viene dada por cristales del circón (o zircón, un mineral de oxido de circonio y silicio) que hayan sobrevivido a la erosión y se encuentre dentro de rocas más jóvenes. La memoria geológica de la Tierra es borrada por la propia tectónica y es muy difícil encontrar rocas muy antiguas, los circones son muy resistentes y nos informan de las condiciones que había en el momento en el que se formaron. Son unos mensajeros que nos hablan del pasado.
Mark Harrison de la Universidad de California en Los Angeles y sus colaboradores descubrieron previamente un método para saber a qué temperatura se formaron los cristales de circón. El método se basaba en el contenido de titanio, cuya abundancia es proporcional a la temperatura de formación.
Utilizando esta herramienta pudieron saber que ciertos cristales de hace más de 4000 millones de años se formaron a unos 700 grados de temperatura, muy por debajo de la temperatura usual de formación de este mineral en ausencia de agua. Según las medidas y cálculos, los circones se formaron en una región en donde se disipaba 75 milivatios de calor por metro cuadrado, que es ligeramente superior al promedio actual, pero muy por debajo de los 200 ó 300 milivatios por metro cuadrado esperados si nos basamos en otras estimaciones. Según los autores esto sugiere que el circón estaba saturado de agua cuando se formó. Es decir, la Tierra tenía agua líquida en su superficie o cerca de ella en una época en la que se suponía debía de haber lava fundida.
Analizando más estas estas muestras (unas 400 de entre hace 4000 y 4200 millones de años encontradas en las colinas Jack de Australia) han podido estudiar las inclusiones de otros minerales, como la moscovita de su interior. La moscovita contiene agua y en la actualidad se forma cuando dos placas geológicas chocan violentamente, como cuando la placa del Pacífico subduce (pasa por debajo y se funde) en la costa de Norteamérica. Según Harrison las distintas pruebas que ya hay de presencia de agua líquida sobre la Tierra durante el Hádico son abrumadoras.
El análisis del aluminio de las inclusiones indicó además la presión a la que se formaron estos cristales: un mínimo de 7000 atmósferas. Esta presión es la que reina a unos 25 Km por debajo de la superficie terrestre y en donde la temperatura es mucho más alta que esos 700 grados. La presión y temperatura son compatibles, sin embargo, con las zonas de subdución en donde las rocas son enfriadas por las frías aguas oceánicas. Son los lugares en donde también en la actualidad la temperatura está por debajo del promedio.
Según Harrison si hubo subdución en algún lugar, tuvo que haber, por tanto, todo un sistema de tectónica de placas y esto tiene implicaciones sobre cómo era la Tierra en ese tiempo. Según él sus resultados son compatibles con otros que también hablan de tectónica durante el Hádico.
Otros expertos dicen que es posible que existieran regiones más frías en donde se formaran los circones, pero esto no significa que hubiera un sistema tectónico global como el actual.
Harrison admite que no hay pruebas concluyentes de una tectónica global, pero que algo que se consideraba imposible hace unos años ahora ya parece plausible.

Fuentes y referencias:
Nota de prensa UCLA.
Noticia en Nature (de pago).
Hopkins, M., Harrison, T. M. & Manning, C. E. Nature 456, 493–496 (2008).