¿Cuándo comenzó la tectónica de placas en la Tierra? Una nueva investigación encuentra algunas de las primeras pistas

¿Cuándo comenzó la tectónica de placas en la Tierra? Una nueva investigación encuentra algunas de las primeras pistas

Por Marissa Grunes editado por Sarah Lewin Frasier

Los colosales movimientos de las placas tectónicas dan forma a nuestro mundo, influyendo en la composición de la atmósfera terrestre, el campo magnético protector del planeta y quizás incluso en el florecimiento de la vida. Ahora los investigadores tienen pruebas convincentes de que alguna forma de tectónica de placas pudo haber comenzado hace 3.480 millones de años, según un nuevo estudio que aparece hoy en Science.

Utilizando rastros magnéticos de piezas antiguas de la corteza terrestre, los investigadores descubrieron que un trozo de lo que hoy es Australia Occidental se desvió hacia el polo norte magnético durante unos pocos millones de años, mientras que parte de Sudáfrica permaneció estacionaria. Es el primer caso documentado de movimiento relativo de placas en más de 500 millones de años, y tiene implicaciones para comprender la vida temprana en la Tierra y cómo comenzó la actividad tectónica del planeta. (Divulgación: el autor de este artículo participó con el equipo de investigación en la temporada de campo del año pasado).

Hoy en día, la Tierra es un rompecabezas de trozos gigantes de corteza que viajan a través del planeta, chocando entre sí como enormes autos chocadores, empujando cadenas montañosas y fundiéndose nuevamente en magma a lo largo de sus bordes. Toda esta actividad, llamada tectónica de placas, parece ser única en nuestro sistema solar. Se cree que nuestros planetas vecinos rocosos tienen una capa sólida y continua.

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Sin embargo, nadie sabe cómo ni cuándo comenzó la tectónica de placas en la Tierra. “Es una de las cuestiones más fundamentales de las ciencias de la Tierra”, dice el coautor del estudio Roger Fu, paleomagnetista de la Universidad de Harvard. Los geólogos utilizan varias herramientas para investigar el estado de la corteza terrestre a lo largo de eones, pero el estándar de oro es la evidencia de movimiento relativo: una parte de la corteza terrestre se aleja o se acerca a otra parte. Para ello, el campo magnético de la Tierra, impulsado por el movimiento de su núcleo, tiene la clave.

Como cualquier imán, la Tierra tiene un polo magnético norte y sur, que se alinean aproximadamente con los polos geográficos del mundo. Estos polos giran a intervalos irregulares; la última inversión de este tipo fue hace unos 780.000 años. (En este momento, el norte magnético de la Tierra está técnicamente en el hemisferio sur). La dirección y el ángulo de las líneas de fuerza que se curvan entre los polos quedan impresos en la roca fundida a medida que se solidifica en la superficie del planeta, proporcionando pistas sobre dónde han estado las rocas antiguas.

Para encontrar tales rastros, el equipo analizó muestras de rocas de zonas remotas de Australia Occidental y Sudáfrica. Estas regiones contienen algunos de los trozos de corteza más antiguos del planeta, llamados cratones, que han sobrevivido miles de millones de años de procesos de trituración y fusión y forman los componentes básicos de los continentes.

El registro magnético de las capas de roca muestra que un trozo del cratón de Australia se desplazó hacia el norte en el transcurso de unos pocos millones de años, mientras que parte del cratón de Sudáfrica permaneció estacionario. Este movimiento es interesante porque “sugiere que es probable que haya un límite de placa entre las dos [cratons]”, dice Michael Brown, geólogo emérito de la Universidad de Maryland que no participó en el estudio.

Varios investigadores coincidieron en que este estudio es el más temprano en el que podremos ver tales resultados, ya que muy pocas rocas permanecen intactas desde los primeros mil millones de años de la Tierra. “Es como tener un rompecabezas de mil piezas, pero sólo tienes 35”, dice Brown. El movimiento relativo no nos dice exactamente qué estaba sucediendo en este período, añade Brown, pero puede poner nuevos límites a los modelos matemáticos que los investigadores utilizan para recrear la Tierra antigua.

Los hallazgos pueden respaldar otro estudio reciente, que utiliza cristales antiguos del mineral circón, encontrado en una parte diferente de Australia Occidental, para sugerir que pedazos de la corteza terrestre pueden haberse estado derritiendo nuevamente en el manto hace unos 3.350 millones de años. La evidencia de los cristales de circón es notoriamente difícil de interpretar, y el ciclo de la corteza terrestre hacia el manto puede ocurrir bajo muchas circunstancias diferentes. Sin embargo, el proceso es necesario para cualquier forma de tectónica de placas. En ese sentido, los dos estudios se refuerzan mutuamente.

El equipo de Fu también encontró evidencia de la inversión más temprana conocida de los polos magnéticos de la Tierra, hace unos 3.460 millones de años. Junto con la evidencia del movimiento tectónico relativo, los resultados del estudio “demuestran que la Tierra se estaba comportando de manera muy similar a la actual”, según Jun Korenaga, un geólogo de la Universidad de Yale que no participó en el estudio.

El cratón de Australia Occidental que estudió el equipo alberga los fósiles confirmados de organismos unicelulares más antiguos del mundo, que se remontan a hace aproximadamente 3.480 millones de años. Conocer la latitud de esas rocas en ese momento podría ayudar a los investigadores a aprender más sobre los orígenes de la vida. Y comprender qué tipo de tectónica operaba en aquel entonces puede establecer límites a las formas en que comenzó la tectónica de placas moderna de la Tierra. Si sabemos cómo era la tectónica temprana de la Tierra, podemos empezar a buscar comportamientos similares en otros planetas, lo que a su vez puede guiar la búsqueda de vida. “¿En qué tipo de planeta apareció la vida por primera vez?” Fu se pregunta. La respuesta, dice, “tiene implicaciones sobre la abundancia de vida en el universo”.

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