¿Resuelto el misterio del origen de la tectónica de placas?

Ahora, y bajo la dirección del geólogo Michael Ackerson , del Museo Smithsonian de Historia Natural, un equipo internacional de investigadores acaba de aportar nueva evidencia de que la tectónica de placas pudo surgir hace aproximadamente 3.600 millones de años. Las conclusiones de este estudio se acaban de publicar en 'Geochemical Perspectives Letters' .

Que sepamos hasta ahora, la Tierra es el único planeta capaz de albergar vida. Y resulta que esa capacidad se basa en buena parte en otra característica que hace de nuestro mundo algo único: la tectónica de placas. De hecho, ningún otro cuerpo planetario conocido posee una corteza dinámica como la de la Tierra, dividida en placas continentales que se mueven, se fracturan y chocan entre sí a lo largo de los eones.

La tectónica de placas es importante porque proporciona una conexión entre el reactor químico del interior del planeta y su superficie. Conexión que ha contribuido en gran medida a modelar el mundo habitable del que hoy todos disfrutamos, desde el oxígeno en la atmósfera a las concentraciones de dióxido de carbono que regulan el clima.

Sin embargo, cuándo y de qué modo se inició la tectónica de placas sigue siendo un misterio, enterrado bajo miles de millones de años de tiempo geológico.

Para tratar de resolver el enigma, los autores del estudio buscaron pistas en los circones, los minerales más viejos que se conocen. Los más antiguos utilizados para el estudio, procedentes de Jack Hills, en la Australia Occidental , tenían 4.300 millones de años, lo que significa que esos minerales prácticamente indestructibles surgieron cuando la tierra misma estaba aún en su infancia, apenas 200 millones de años después de su formación.

Junto a otros circones antiguos que abarcan la historia de nuestro planeta hasta hace 3.000 millones de años , los investigadores pudieron usar lo más parecido que tenían a un registro químico continuo de los primeros tiempos de nuestro mundo.

En palabras de Ackerson, «estamos reconstruyendo cómo la Tierra pasó de ser una bola de roca y metal fundida a lo que tenemos hoy. Ninguno de los otros planetas tiene continentes, océanos líquidos o vida. En cierto modo, estamos tratando de responder a la pregunta de por qué la Tierra es única, y hasta cierto punto podemos responder a eso con los circones».

Ackerson y su equipo recolectaron en Jack Hills 15 antiguas rocas del tamaño de pomelos y las molieron hasta reducirlas a sus partes constituyentes más pequeñas. Afortunadamente, y gracias a que son muy densos, los circones se pudieron separar después con relativa facilidad del resto de la arena molida, utilizando para ello una técnica similar a la del lavado del oro.

De este modo, el equipo pudo analizar más de 3.500 circones, cada uno de ellos de apenas un par de cabellos humanos de ancho, cosa que hicieron perforándolos con un láser y midiendo después su composición química con un espectrómetro de masas. Las pruebas revelaron así la edad y la química subyacente de cada circón . De entre los miles analizados por el equipo, solo unos 200 resultaron aptos para el objeto del estudio. El resto, en efecto, había sucumbido a los estragos de los miles de millones de años que los minerales habían tenido que soportar desde su creación.

«Desvelar los secretos que ocultan estos minerales -explica Ackerson- no es una tarea fácil. Analizamos miles de estos cristales para obtener apenas un puñado de datos útiles, pero cada muestra tiene el potencial de decirnos algo completamente nuevo y remodelar la forma en que entendemos los orígenes de nuestro planeta».

La edad de un circón se puede determinar con un alto grado de precisión porque contiene uranio. La famosa naturaleza radiactiva del uranio y su tasa de desintegración bien cuantificada permiten a los científicos realizar ingeniería inversa y averiguar durante cuánto tiempo ha existido ese mineral.

Además, el contenido de aluminio de cada circón también fue de interés para el equipo de investigación. Las pruebas en circones modernos muestran que los que tienen un alto contenido de aluminio solo se pueden producir en un número limitado de formas, lo que permite a los investigadores usar la presencia de aluminio para inferir lo que pudo haber estado sucediendo, geológicamente hablando, en el momento en que el circón se formó.

Tras analizar los datos obtenidos de los doscientos de circones útiles, Ackerson y sus colegas lograron descifrar un marcado aumento en las concentraciones de aluminio hace aproximadamente 3.600 millones de años.

«Este cambio de composición -explica el investigador- probablemente marca el inicio de la tectónica de placas de estilo moderno, y potencialmente podría indicar el surgimiento de la vida en la Tierra. Pero necesitaremos hacer mucha más investigación para determinar las conexiones de este cambio geológico con los orígenes de la vida».

Según los investigadores, la línea de inferencia que une los circones con alto contenido de aluminio al inicio de la tectónica de placas es la siguiente: una de las pocas formas en que se forman los circones con alto contenido de aluminio es mediante la fusión de rocas profundas bajo de la superficie de la Tierra.

«Es realmente difícil convertir el aluminio en circones debido a sus enlaces químicos -asegura Ackerson-. Necesitas tener condiciones geológicas bastante extremas».

El investigador razona que esta señal de que las rocas se estaban derritiendo bajo la superficie de la Tierra significaba que la corteza del planeta se estaba haciendo más gruesa y comenzaba a enfriarse, y que ese engrosamiento de la corteza era una señal de que la transición a la tectónica de placas moderna estaba en marcha.

Investigaciones anteriores de rocas de 4 mil millones de años halladas en Acasta Gneiss , en el norte de Canadá, también sugieren que la corteza terrestre se estaba engrosando en aquella época, haciendo que las rocas se derritieran cada vez más profundamente dentro del planeta.

«Los resultados de Acasta Gneiss -sostiene Ackerson- nos dan más confianza en nuestra interpretación de los circones de Jack Hills . Hoy en día, esas ubicaciones están separadas por miles de millas, pero nos cuentan una historia bastante consistente, que es que hace unos 3.600 millones de años empezó a suceder algo de importancia global».

El siguiente paso de Ackerson será buscar en esos antiquísimos circones algún rastro de vida, y observar al mismo tiempo otras formaciones rocosas de extraordinaria antigüedad para ver si también muestran signos de que la corteza terrestre se hizo más gruesa hace 3.600 millones de años, desencadenando la tectónica de placas y, quizá, haciendo posible la vida.