Zircones datan la tectónica de placas en 3.600 millones de años

   MADRID, 14 May. (EUROPA PRESS) -

   Minerales de zircón avalan que la tectónica de placas moderna, una característica que define a la Tierra y su capacidad única para albergar vida, surgió hace aproximadamente 3.600 millones de años.

   La Tierra es el único planeta conocido que alberga vida compleja y esa capacidad se basa en parte en otra característica que hace que el planeta sea único: la tectónica de placas. Ningún otro cuerpo planetario conocido por la ciencia tiene la corteza dinámica de la Tierra, que está dividida en placas continentales que se mueven, se fracturan y chocan entre sí durante eones.

   La tectónica de placas ofrece una conexión entre el reactor químico del interior de la Tierra y su superficie, que ha diseñado el planeta habitable que disfrutamos hoy en día, desde el oxígeno de la atmósfera hasta las concentraciones de dióxido de carbono que regulan el clima. Pero cuándo y cómo empezó la tectónica de placas ha seguido siendo un misterio, enterrado bajo miles de millones de años de tiempo geológico.

   Científicos dirigidos por Michael Ackerson, geólogo investigador del Museo Nacional de Historia Natural del Smithsonian, han publicado un estudio en Geochemical Perspectives Letters, que utiliza los circones, los minerales más antiguos que se han encontrado en la Tierra, para asomarse al antiguo pasado del planeta.

   Los circones más antiguos del estudio, procedentes de las colinas Jack de Australia Occidental, tenían una antigüedad de unos 4.300 millones de años, lo que significa que estos minerales casi indestructibles se formaron cuando la propia Tierra estaba en su infancia, con sólo unos 200 millones de años.

   Junto con otros circones antiguos recogidos en Jack Hills que abarcan desde la historia más temprana de la Tierra hasta hace 3.000 millones de años, estos minerales proporcionan lo más parecido a un registro químico continuo del mundo naciente.

   "Estamos reconstruyendo cómo la Tierra pasó de ser una bola fundida de roca y metal a lo que tenemos hoy --señala Ackerson en un comunicado--. Ninguno de los otros planetas tiene continentes ni océanos líquidos 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 circones".

   Para analizar miles de millones de años en el pasado de la Tierra, Ackerson y el equipo de investigación recogieron 15 rocas del tamaño de un pomelo en las Colinas de Jack y las redujeron a sus partes constituyentes más pequeñas -minerales- moliéndolas en arena con una máquina llamada ardilla. Afortunadamente, los circones son muy densos, lo que hace que sean relativamente fáciles de separar del resto de la arena mediante una técnica similar a la del lavado de oro.

   El equipo analizó más de 3.500 circones, cada uno de ellos de apenas un par de cabellos humanos, mediante la aplicación de un láser y la posterior medición de su composición química con un espectrómetro de masas. Estas pruebas revelaron la edad y la química subyacente de cada circón. De los miles analizados, unos 200 eran aptos para su estudio debido a los estragos de los miles de millones de años que estos minerales soportaron desde su creación.

   "Desvelar los secretos que encierran estos minerales no es tarea fácil --afirma Ackerson--. 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 un circón puede determinarse con un alto grado de precisión porque cada uno contiene uranio. La famosa naturaleza radiactiva del uranio y su tasa de desintegración bien cuantificada permiten a los científicos realizar una ingeniería inversa del tiempo de existencia del mineral.

   El equipo de investigación también se interesó por el contenido de aluminio de cada circón. Las pruebas realizadas con circones modernos demuestran que los circones con alto contenido en aluminio sólo pueden producirse de un número limitado de formas, lo que permite a los investigadores utilizar la presencia de aluminio para inferir lo que pudo ocurrir, geológicamente hablando, en el momento en que se formó el circón.

   Tras analizar los resultados de los cientos de circones útiles de entre los miles analizados, Ackerson y sus coautores descifraron un marcado aumento de las concentraciones de aluminio 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 --explica Ackerson en un comunicado--. Pero tendremos que investigar mucho más para determinar las conexiones de este cambio geológico con los orígenes de la vida".

   La línea de inferencia que relaciona los circones de alto contenido en aluminio con el inicio de una corteza dinámica con la tectónica de placas es la siguiente: una de las pocas formas en que se forman los circones de alto contenido en aluminio es mediante la fusión de rocas más profundas bajo la superficie de la Tierra.

   "Es realmente difícil introducir el aluminio en los circones debido a sus enlaces químicos --explica Ackerson--. Se necesitan condiciones geológicas bastante extremas".

   Ackerson razona que esta señal de que las rocas se estaban fundiendo a mayor profundidad bajo la superficie de la Tierra significaba que la corteza del planeta se estaba engrosando y comenzaba a enfriarse, y que este engrosamiento de la corteza terrestre era una señal de que la transición a la tectónica de placas moderna estaba en marcha.

   Investigaciones anteriores sobre el Acasta Gneiss, de 4.000 millones de años de antigüedad, situado en el norte de Canadá, también sugieren que la corteza terrestre se estaba engrosando y provocando la fusión de rocas en las profundidades del planeta.

   "Los resultados del Acasta Gneiss nos dan más confianza en nuestra interpretación de los circones 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 líquidos de la Tierra y en cómo los minerales pueden haber contribuido a crear vida.

   Ackerson avanza que espera seguir estos resultados buscando rastros de vida en los antiguos circones 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.