Así se preparó la Tierra para albergar vida

El trabajo se centró en gran parte en el llamado 'cratón de Pilbara', en el oeste de Australia, una de las 'piezas' más antiguas de la corteza terrestre. Usando toda una serie de novedosas técnicas, los investigadores lograron demostrar que por lo menos esa parte de la antiquísima superficie de la Tierra ya se movía a una velocidad de 6,1 cm por año y 0,55 grados cada millón de años, más del doble que lo estimado por los mismos científicos en un trabajo anterior. La explicación más lógica para la velocidad y la dirección de esa deriva es, según los autores, la tectónica de placas.

«Hay mucho trabajo que parece sugerir que, al principio de la historia de la Tierra, la tectónica de placas no era la forma dominante en la que se liberaba el calor interno del planeta tal y como lo hace hoy -explica Brenner-. Pero esta evidencia nos permite descartar con mucha más confianza otras explicaciones que no involucran la tectónica de placas».

Por ejemplo, los investigadores ahora pueden descartar otros fenómenos que también pueden causar que la superficie de la Tierra se desplace pero que no tienen que ver con la tectónica de placas, como es el caso de los llamados 'desplazamiento polar verdadero' y 'tectónica de tapa estancada'. Los resultados de Brenner y Fu, en efecto, apuntan claramente a un temprano de las placas tectónicas porque la tasa de velocidad recién descubierta es incompatible con los otros dos procesos.

En su estudio, los científicos también describen lo que creen que es la evidencia más antigua de inversión de polaridad, cuando los polos magnéticos norte y sur de la Tierra intercambiaron su posición hace más de 3.200 millones de años. Este tipo de inversiones magnéticas son comunes en la historia geológica del planeta, y se han registrado hasta 183 de ellas en los últimos 83 millones de años y varios cientos en los últimos 160 millones de años, según datos de la NASA.

Una inversión de polos tan temprana dice mucho acerca de cómo era el campo magnético terrestre en aquella época lejana. Pero lo más importante es que el campo magnético probablemente era ya lo suficientemente estable y fuerte como para evitar que los vientos solares erosionaran la atmósfera. Esta idea, combinada con los resultados de la tectónica de placas, ofrece valiosas pistas sobre las condiciones en las que se desarrollaron las primeras formas de vida.

«Estos dos hechos pintan la imagen de una Tierra primitiva que ya era geodinámicamente madura -dice Brenner-. Tenía muchos de los mismos tipos de procesos dinámicos que dan como resultado una Tierra con condiciones ambientales y de superficie esencialmente estables, lo que hace que sea más factible que la vida evolucione y se desarrolle«.

En la actualidad, la capa exterior de la Tierra consta de unos 15 bloques móviles de corteza, o placas, que sostienen los continentes y océanos del planeta. Durante eones, las placas se han juntado y separado una y otra vez, formando nuevos continentes y montañas y exponiendo nuevas rocas a la atmósfera, lo que ha conducido a reacciones químicas que, en su día, estabilizaron la temperatura de la superficie terrestre durante miles de millones de años.

Es difícil encontrar evidencia de cuándo comenzó la tectónica de placas porque las piezas más antiguas de la corteza son empujadas a gran profundidad, hacia el manto interior, para nunca volver a salir a la superficie. De hecho, solo el 5 por ciento de todas las rocas de la Tierra tienen más de 2.500 millones de años, y ninguna supera los 4.000 millones de años de edad.

En su conjunto, el estudio de Brenner y Fu se suma a la idea de que el movimiento tectónico ocurrió relativamente temprano en la historia de la Tierra (cuya edad es de unos 4.500 millones de años) y que las primeras formas de vida surgieron en un ambiente más 'moderado' de lo que se pensó durante mucho tiempo. En 2018, los investigadores volvieron a visitar el cratón de Pilbara, que tiene alrededor de 480 km de ancho. Perforaron la losa primordial y gruesa de la corteza para recolectar muestras que después, en Cambridge, fueron analizadas para averiguar su su 'historia magnética'.

Para lograrlo, los investigadores tuvieron que crear un conjunto de nuevas técnicas con las que poder determinar la edad y la forma en que las muestras se magnetizaron. Lo cual les permitió a su vez determinar cómo, cuándo y en qué dirección se desplazó la corteza, así como la influencia magnética procedente de los polos magnéticos terrestres.

Para estudios futuros, Brenner y Fu planean seguir estudiando el cratón de Pilbara y otros restos de corteza antigua en todo el mundo para hallar evidencia aún más antigua del movimiento de placas y de inversión magnética.

«Al final -dice Fu-, poder leer de manera confiable estas rocas tan antiguas abre un montón de posibilidades para observar un período de tiempo que a menudo se conoce más a través de la teoría que de los datos sólidos. En última instancia, tenemos una buena oportunidad de reconstruir no solo cuándo comenzaron a moverse las placas tectónicas, sino también cómo sus movimientos, y por lo tanto los procesos profundos del interior de la Tierra que los impulsan, han cambiado a lo largo del tiempo».