Una de las características definitorias de la Tierra es su tectónica de placas, un fenómeno que da forma a la superficie del planeta y crea algunos de sus eventos más catastróficos, como terremotos, tsunamis y erupciones volcánicas. Si bien se han detectado algunas características de la tectónica de placas en otras partes del Sistema Solar, la Tierra es el único planeta que conocemos con el conjunto completo de procesos involucrados en este fenómeno. Y todo indica que comenzó muy temprano en la historia de nuestro planeta.
Entonces, ¿qué comenzó? Actualmente, dos ideas principales son difíciles de distinguir según nuestra evidencia limitada de la Tierra primitiva. Sin embargo, un nuevo estudio de una parte de Australia argumenta fuertemente a favor de uno de ellos: los fuertes impactos que también ocurrieron temprano en la historia del planeta.
Opciones e impactos
Poco después de que se formara la Tierra, su corteza habría estado compuesta por una capa relativamente uniforme de roca sólida que actuaba como una tapa sobre el manto aún fundido que se encontraba debajo. Por encima de eso, probablemente había un océano global ya que la tectónica de placas aún no estaba construyendo montañas. De alguna manera, esta situación se transformó en lo que vemos ahora: las grandes regiones de la corteza flotante y en movimiento de las placas continentales y la corteza oceánica profunda en constante expansión formada a partir de los materiales del manto, todo impulsado por el movimiento inducido por el calor del material a través del manto.
La explicación principal para el origen de la tectónica de placas es simplemente asumir que la circulación del manto también fue lo que desencadenó el inicio del fenómeno. Las erupciones sobre los puntos calientes del manto traerían material menos denso a la superficie, y el peso adicional empujaría el material más denso hacia el manto. A medida que continuaran estos procesos, más material flotante saldría a la superficie con el tiempo, expandiendo algunas áreas en placas nacientes. Esta explicación tiene la ventaja de mostrar que el proceso comienza con los mismos factores que lo impulsan hoy: los científicos tienden a odiar tener que depender de múltiples explicaciones distintas.
Pero también odian las coincidencias, y una coincidencia es lo que hay detrás de una explicación alternativa. Los primeros indicios de tectónica de placas aparecieron hace unos 3.800 millones de años, no mucho después de la formación de la Tierra. Ese período también se superpone con una serie de grandes impactos, llamado Bombardeo Pesado Tardío, que golpeó los cuerpos del Sistema Solar.
Estos impactos habrían entregado mucha energía a la corteza, fragmentándola y provocando un derretimiento local. Esto permitiría que el material caliente tanto de la corteza derretida como del manto saliera a la superficie a través del vulcanismo. El efecto es un poco como las erupciones sobre un punto de acceso, con materiales de menor densidad que salen a la superficie, pero ocurriría en múltiples lugares del planeta durante cientos de millones de años.
Debido a las similitudes entre las dos teorías y al hecho de que se ha destruido mucha evidencia en los últimos miles de millones de años, es difícil determinar cuál está mejor respaldada por la evidencia. Pero los investigadores en un nuevo artículo afirman que han encontrado evidencia de que los impactos probablemente sean críticos.
Comenzando con una explosión
El trabajo se basa en cristales de circón, estructuras extremadamente estables que incluyen las piezas más antiguas confirmadas de la Tierra. Los autores se centraron en los cristales que se originaron en una parte de Australia llamada Pilbara Craton. Los cratones son las piezas más antiguas y estables de la corteza continental y tienden a formar los núcleos de los continentes modernos. Pilbara es uno de los dos cratones más antiguos que se conocen en la Tierra.
Los investigadores examinaron los circones en busca de indicios de que habían sido modificados por procesos geológicos después de su formación, y los eliminaron de análisis posteriores. Y también obtuvieron fechas para todos los cristales basados en la descomposición del uranio. Luego se centraron en dos cosas que nos dicen algo sobre el entorno en el que se formaron los cristales. El primero involucró observar el tipo de roca en la que estaban incrustados los cristales, que se suponía que reflejaba el entorno en el que se formaron. El segundo fue la fracción de oxígeno que era de un isótopo específico (18O). Este análisis proporciona alguna indicación de la temperatura a la que se formó el cristal, que generalmente está relacionada con su profundidad.