NeoFronteras

Había ya tectónica hace 4000 millones de años

Área: Geología — miércoles, 3 de diciembre de 2008

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.

Foto
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).

Salvo que se exprese lo contrario esta obra está bajo una licencia Creative Commons.
Compartir »

9 Comentarios

  1. JOrge:

    Hay algo que no entiendo ¿Por qué la Tierra tiene téctonica de placas y Venus no? Marte es mas pequeño y tal vez eso tenga que ver con la ausencia (o presencia embrionaria) de tectónica pero en el caso de Venus uno esperaría una composición química similar con isotopos radiactivos suficientes para impulsar el proceso.
    Las implicaciones son inmensas pues si la tectónica es la excepción antes que la regla en planetas del tamaño de la tierra las ecosferas complejas (y las hipotéticas civilizaciones no humanas) serían algo mucho mas raro.

  2. NeoFronteras:

    Buena pregunta. La verdad es que de seguro no se sabe. Una de las hipótesis dice que para que halla unas corrientes de convección efectivas la temperatura superficial debe de ser lo suficientemente baja como para que haya diferencia de temperatura apreciable. Como la superficie de Venus tiene una temperatura como para fundir el plomo (además de una gran presión) no habría dichas corrientes. Según esto el efecto invernadero venusiano impide la tectónica.

  3. Jose Piñeiro:

    Otra posibilidad es la composición de ambos planetas.
    La Tierra tiene una densidad media muy alta. Se supone que es debido a que un planetoide chocó con la tierra formando la luna. Ahora la tierra contendría su núcleo original y el núcleo del planetoide. En cambio la luna estaría formada únicamente por la corteza.
    Pienso que los elementos radiactivos, al ser más densos, están principalmente en el núcleo. Por ello es probable que el calor interno de la tierra sea superior, permitiendo la tectónica.

  4. Jose Piñeiro:

    Otra teoría es que para tener una tectónica de placas hace falta “engrasar” la corteza. El agua es el elemento que permitiría dicho engrase. Esto explicaría porque Venus no tiene tectónica, y por que en Marte se ha parado.

  5. NeoFronteras:

    Venus y la Tierra son planetas casi gemelos, con casi el mismo tamaño. La densidad de la Tierra frente a Venus es también prácticamente la misma. Si la del primer planeta es 1 la del segundo es 0,95.

  6. lluís:

    Lo que me sorprende es que en una época en la que se supone que las temperaturas en la Tierra eran “infernales”, hubiera agua líquida en su superficie ( o cerca de ella), en lugar de lo que hasta ahora se pensaba que debía haber, lava fundida y candente.

  7. tomás:

    El único modo que entiendo de conciliar la interpretación de estos hallazgos y la razón es el que se indica en el penúltimo párrafo del artículo: debieron existir regiones más frías donde se formaron los circones, lo que no significa una tectónica global. Lo que sí habría desde un principio es una convección, pero con una superficie tan caliente que el agua líquida no era posible.
    Se me ocurre una variante: sea la existencia de placas ya considerables, pongamos con un cuarto o un octavo de la superficie actual, concentradas, lo que indica una zona fría. Al igual que hoy existe, creo que en el Atlántico Norte, una superficie donde el magma frío está en contacto con el agua, pudo estenderse por el resto del planeta una superficie aún muy delgada de espesor menor que el espesor del fondo marino y otras donde el magma estaría a flor de piel, que sería el foco más caliente. Lo que realmente propongo es que necesariamente debió darse uan transición y que pudo no ser uniforme, como no lo es ahora, con unas zonas donde se iban concentrando los materiales menos densos que luego formarían los continentes, otra intermedia donde predominaría el basalto y por último, otra aún muy caliente donde estaría el magma. Perdón por el ejemplo, pero en una cazuela puesta al fuego, la espuma de grasa se concentra en la periferia y el centro, por donde asciende el agua está libre de ella. A ello habría que agregar los diversos movimientos de la Tierra, que hubieron de influir.
    Supongo que se habrá hecho, pero sería interesante un modelo por ordenador, a ver qué pasa.
    Un cordial saludo.

  8. Muramasa:

    Muy interesante, yo no tengo teorías sobre el motivo, bueno, mentira, si, creo muy posible que haya habido polos de temperaturas más fríos y un ecuador, ya que lo hay en todos los planetas ¿Por qué no habría de tenerlo un planeta “recientemente” formado? De todas formas lo mio es la biología, así que no me meto a opinar mucho de esto solo me sorprendo con los hallazgos :D

    Saludos y gracias por la noticia ^^

  9. tomás:

    Muramasa: Si sólo hablásemos de lo que sabemos, todos deberíamos estar callados, porque el saber es relativo y saberlo todo de cualquier especialidad es imposible, aunque se sea ducho en ello. Tu comentario me parece muy acertado y si alguien de la especialidad diera su opinión sería muy de agradecer.
    Un cordial saludo.

RSS feed for comments on this post.

Lo sentimos, esta noticia está ya cerrada a comentarios.