Las rocas más antiguas de nuestro planeta, ofrecen nuevas pistas sobre la historia primitiva de la Tierra
Nuevas pruebas geoquímicas obtenidas a partir de las rocas terrestres más antiguas conocidas dibujan un panorama radicalmente distinto de la historia primitiva de la Tierra. ¿Se reescribirá la historia geológica de nuestro planeta?
Por lo que la humanidad ha podido averiguar desde los albores de su existencia, la Tierra es actualmente el único planeta conocido que alberga vida, gracias en gran parte al funcionamiento de de las placas tectónicas, que provoca la circulación de elementos biogeoquímicos esenciales y contribuye al mantenimiento de un termostato planetario.
Mediante modelos geodinámicos numéricos utilizados en estudios anteriores, los científicos han apoyado la tesis de que la subducción y el reciclaje llevan funcionando aproximadamente 4,300 millones de años. Como la propia Tierra tiene 4,500 millones de años, esta afirmación blinda la existencia de la tectónica de placas casi desde el "primer día".
El estudio que presenta estas nuevas pruebas, publicado en Science Advances el 30 de junio, fue elaborado 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 China.
"Nuestras muestras más antiguas no muestran signos de reemplazo de material superficial hace 4,000 millones de años", afirmó en un comunicado el profesor LI, coautor del estudio. "Y las pruebas más antiguas que hemos encontrado de renovación superficial en magmas tienen sólo 3800 millones de años".
¿Por qué es tan difícil identificar isótopos de silicio en rocas antiguas?
Para que los científicos puedan detectar marcadores de renovación de material superficial en el magma, utilizan el análisis isotópico del silicio (Si) y el oxígeno (O) en rocas graníticas.
Cuando la Tierra estaba en su estado más primigenio, el agua marina estaba saturada de Si y contenía abundantes dosis de Si pesado debido, en gran medida, a la ausencia de formas de vida que lo consumieran. Así pues, si parte del material de Si pesado del fondo marino se recicló de nuevo en las cámaras magmáticas por subducción, entonces se detectarían isótopos de Si pesado en muestras de rocas graníticas.
Sin embargo, como señala Zhang Qing, científico del IGGCAS y autor principal del estudio, hubo algunos obstáculos para identificar la composición isotópica del Si primario en las rocas graníticas.
Una de las dificultades de aplicar esta técnica a rocas antiguas es la identificación de la composición isotópica del Si primario. Esto se debe a que estas rocas han sido reelaboradas por el calor y la presión repetidamente a lo largo de la dilatada historia de la Tierra, explicó Qing
El circón, el mineral datable más abundante en las rocas graníticas, es también convenientemente resistente a la meteorización y a la alteración subsiguiente. Así pues, la aplicación de técnicas analíticas de altísima precisión al circón puede proporcionar las restricciones más fiables sobre si la composición isotópica de Si detectada representa la firma primaria. La ausencia de una firma de Si pesado en rocas de hace 4,000 millones de años significa que las muestras más antiguas no necesitaron subducción.
Las limitaciones geográficas de las muestras geológicas de estos datos y su comprensión de la geodinámica terrestre
Dado que las rocas más antiguas proceden de una única localidad, "(...) la ausencia de subducción en una pequeña zona no significa que no hubiera subducción de placas en el planeta hace 4000 millones de años", afirmó el coautor Allen Nutman, de la Universidad de Wollongong (Australia).
No obstante, tras un cuidadoso filtrado, los datos revelaron un cambio evidente hace 3,800 millones de años tanto en los isótopos de Si como en los de O. Teniendo esto en cuenta, y basándose en los datos actuales, los científicos que llevaron a cabo esta investigación concluyen que un posible cambio en la geodinámica de la Tierra, como el inicio de la subducción de placas, se produjo hace 3800 millones de años y no hace 4,300 millones como se pensaba anteriormente.
Aparte del increíble hecho de que las rocas terrestres más antiguas están bien conservadas, también "(...) descubrimos que (...) cuentan una historia de maduración tectónica", como señala el coautor Ross Mitchell, del IGGCAS.