Una investigación con zircones data el comienzo de la Tectónica de Placas en 3.600 millones de años
Noticia publicada el 14 de mayo de 2021 en Cienciaplus de Europapress.
Minerales de zircón (del grupo de los silicatos, concretamente nesosilicato) demuestran que el mecanismo de la Tectónica de Placas, una característica que define a nuestro planeta y que está relacionada, quizás, con la aparición de la vida en el mismo, comenzó hace aproximadamente 3.600 millones de años.
Este fenómeno influyó en la aparición de la vida en la Tierra, según muchos estudios científicos, y nuestro planeta es el único que posee estas características, por lo menos según lo descubierto hasta ahora.
Por lo tanto, gracias al movimiento de las placas, existe una relación directa entre los mecanismos internos y su respuesta sobre la superficie terrestre, sobre todo si nos referimos a los fenómenos volcánicos, sísmicos y tectónicos (pliegues, fallas), y como hemos apuntado, al origen, desarrollo y evolución de la vida.
Pero también en el interior terrestre existen gases que han participado en el desarrollo terrestre y en la aparición y evolución de la vida. Del interior procede el CO2, parte del O2, así como los gases relacionados con el azufre, nitrógeno, etc. y el vapor de agua, que participaron en la formación de la atmósfera y de los fenómenos meteorológicos.
Y como no, los mecanismos internos también dan lugar a las rocas, con sus minerales, y aquí tenemos que el científico Michael Ackerson, geólogo investigador del Museo Nacional de Historia Natural del Smithsonian y sus colaboradores, han publicado una investigación en Geochemical Perspectives Letters donde, basándose en el estudio de zircones intentan acercarse al origen del mecanismo de la Tectónica de Placas.
Los minerales zircones más antiguos del estudio pertenecen a Jack Hills, en Australia Occidental, y tienen una antigüedad de 4.300 millones de años es decir, que se formaron 200 y pico millones de años más tarde de la formación del planeta, lo que nos indica la gran resistencia a las alteraciones que poseen estos minerales.
Pero los zircones de esta zona de Australia no se quedan en esas edades solamente, poseen un intervalo temporal hasta los 3.000 millones años aproximadamente, por lo que suponen un registro geoquímico bastante amplio para el estudio de la evolución temprana de la Tierra.
Ackerson en un comunicado dice lo siguiente: "Estamos reconstruyendo cómo la Tierra pasó de ser una bola fundida de roca y metal a lo que tenemos hoy. Ninguno de los otros planetas tienen continentes, ni océanos ni vida. En cierto modo, estamos tratando de responder a la pregunta de por qué la Tierra es única, y podemos responderla hasta cierto punto con estos zircones".
Para el estudio, Ackerson y colaboradores recogieron fragmentos de rocas de Jack Hills, que posteriormente molieron y redujeron al tamaño mineral, separando mediante una técnica parecida a la separación del oro, los minerales de zirconio, que son más densos.
Analizaron 3.500 zircones mediante aplicación láser y utilizando la técnica de la espectrometría de masas comprobaron su composición química. Al final, solamente 200 minerales soportaron el estudio como tal, ya que el resto estaban muy dañados para proporcionar información dada la edad de su formación.
Ackerson comenta que "Desvelar los secretos que encierran estos minerales no es tarea fácil. Analizamos miles de estos cristales para obtener 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 los zircones se determina con el estudio de isótopos radiactivos, ya que poseen cada uno de ellos Uranio, lo que nos permite utilizar su tasa de semidesintegración para hacer los cálculos.
También se utiliza el Aluminio que forma parte de los zircones, ya que este elemento proporciona datos sobre cómo se formó el cristal mineral, en qué condiciones geológicas se produjo su formación, en base a que lo zircones con alto contenido en dicho elemento químico se forman en un número limitado de circunstancias.
Después de los cientos de análisis han comprobado que la mayoría de los zircones que tienen un alto contenido en Aluminio, datan de hace aproximadamente 3.600 millones de años.
"Este cambio de composición probablemente marca el inicio de la Tectónica de Placas de estilo moderno y podría señalar la aparición de la vida en la Tierra. Pero tenemos que investigar mucho más para determinar las conexiones de este cambio geológico con los orígenes de la vida", argumenta Ackerson.
¿En qué se basa Ackerson para hipotetizar lo dicho anteriormente?, pues parece ser que los zircones con alto contenido en Aluminio, se forman a profundidades importantes bajo la superficie terrestre. Si hace unos 3.600 millones de años la corteza terrestre estaba haciéndose más gruesa, con mayor espesor, los magmas donde se formaban los circones ricos en aluminio estarían a mayor profundidad, lo que apoya la hipótesis.
Explica Ackerson que "Es realmente difícil introducir el aluminio en los zircones debido a sus enlaces químicos, se necesitan condiciones geológicas bastante extremas"
Para apoyar estas hipótesis se ha recurrido a otras investigaciones anteriores, como por ejemplo, las que se hicieron del Acasta Gneiss, rocas metamórficas de 4.000 millones de años de edad, situadas en el norte de Canadá, y que se forman en la parte inferior de los continentes, a altas temperaturas y altas presiones. Lo que puede sugerir la idea de que las masas continentales ya tenían unos espesores importantes, por lo que desplazaban a los magmas a mayor profundidad, y posiblemente esto indujo el comienzo de la Tectónica de placas.
"Los resultados del Acasta Gneiss nos dan más confianza en nuestra interpretación de los zircones de Jack Hills - reconoce Ackerson -. Hoy en día estos lugares están separados por miles de kilómetros, pero nos están contando una historia bastante consistente, que es que hace alrededor de 3.600 millones de años estaba ocurriendo algo globalmente significativo".
Este trabajo forma parte de la nueva iniciativa del museo denominada Nuestro Planeta Único, una asociación público-privada, que apoya la investigación de algunas de las cuestiones más duraderas y significativas sobre lo que hace especial a la Tierra. Otras investigaciones se centrarán en el origen de los océanos y en cómo los minerales pueden haber contribuido a la aparición y desarrollo de la vida.
Ackerson avanza que espera seguir estos resultados buscando rastros de vida en los antiguos zircones de Jack Hills y observando otras formaciones rocosas sumamente antiguas para ver si también muestran signos del engrosamiento de la corteza terrestre hace unos 3.600 millones de años.
Zircones, Credit: Michael Ackerson, Smithsonian
Página de la publicación en el Smithsonian:
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