Las rocas más antiguas de la Tierra proporcionan nuevas pistas importantes sobre la historia temprana de nuestro planeta
La nueva evidencia geoquímica de las rocas terrestres más antiguas conocidas pinta una imagen claramente diferente de la historia temprana de la Tierra. ¿Se reescribirá la historia geológica de nuestro planeta? ¡Aprende más aquí!
La Humanidad ha podido descubrir desde el comienzo de su existencia, que la Tierra es actualmente el único planeta conocido que alberga vida, gracias, en gran parte, a la operatividad de las placas tectónicas, que provoca la circulación de elementos biogeoquímicos críticos y contribuye al mantenimiento de un termostato planetario.
A través de modelos geodinámicos numéricos utilizados en estudios anteriores, los científicos respaldaron la tesis de que la subducción y el reciclaje habían estado funcionando durante aproximadamente 4.300 millones de años. Como la Tierra misma tiene 4.500 millones de años, esta afirmación apoya la existencia de las placas tectónicas casi desde el "primer día".
El estudio que presenta esta nueva evidencia, publicado en Science Advances el 30 de junio, fue preparado por investigadores dirigidos por el profesor LI Xianhua del Instituto de Geología y Geofísica de la Academia China de Ciencias (IGGCAS), en colaboración con colegas de Australia, Canadá y Porcelana.
"Nuestras muestras más antiguas no muestran signos de reciclaje de material superficial durante 4.000 millones de años", dijo el Prof. LI, coautor del estudio. "Y la evidencia más temprana que encontramos de reciclaje superficial en magmas tiene solo 3.800 millones de años".
¿Por qué es tan difícil identificar isótopos de silicio en rocas antiguas?
Para que los científicos puedan detectar marcadores de reciclaje de material superficial en el magma, recurren al análisis de isótopos de silicio (Si) y oxígeno (O) en rocas graníticas.
Cuando la Tierra vivía su fase más primigenia, el agua del mar estaba saturada de Si, y contenía abundantes dosis de Si, muy pesadas por la ausencia de formas de vida que lo consumieran. Por lo tanto, si parte del material pesado de Si del lecho marino se reciclará de regreso a las cámaras de magma por subducción, entonces se detectarían isótopos pesados de Si en muestras de rocas graníticas.
Sin embargo, como señala ZHANG Qing, científico de IGGCAS y autor principal del estudio, hubo algunos obstáculos para identificar la composición primaria de los isótopos de Si en las rocas graníticas.
El circón, el mineral más abundante en las rocas graníticas que se puede fechar, también es convenientemente resistente a la intemperie y la alteración posterior. Por lo tanto, la aplicación de técnicas analíticas de alta precisión al circón, puede proporcionar las restricciones más confiables sobre si la composición isotópica de Si detectada representa la firma principal. La ausencia de una fuerte firma de Si en rocas de hace 4 mil millones de años significa que las muestras más antiguas no requerían subducción.
Limitaciones geográficas de las muestras geológicas de estos datos y su comprensión de la geodinámica terrestre
Debido a que las rocas más antiguas provienen de un solo lugar, "(...) la ausencia de subducción en un área pequeña, no significa que no hubo subducción de placas en el planeta hace 4 mil millones de años", dijo el coautor Allen Nutman de la Universidad de Wollongong, Australia.
Sin embargo, después de una cuidadosa filtración, los datos revelaron un cambio distintivo hace 3.800 millones de años en los isótopos de Si y O. Esta investigación concluye que, un posible cambio en la geodinámica de la Tierra, como el comienzo de la subducción de placas, ocurrió hace 3.800 millones de años.
Además del increíble hecho de que las rocas más antiguas de la Tierra están bien conservadas, también "(...) descubrimos que cuentan con una historia de maduración tectónica", como señala el coautor Ross Mitchell de IGGCAS.