This is an authorized translation of an Eos article. Esta es una traducción al español autorizada de un artículo de Eos.
Debido a que la Tierra está cambiando constantemente por la tectónica de placas, la mayoría de las rocas en la superficie son geológicamente jóvenes. Sin embargo, en los núcleos de los continentes yacen bloques de la corteza gruesos y extremadamente resistentes, llamados cratones, que han persistido durante miles de millones de años. Cómo se formaron estos cratones es un misterio desde hace varias décadas.
La hipótesis prevalente vincula la formación de cratones a un cambio en la tectónica de placas: en algún momento, el planeta pasó de tener una sola placa a múltiples placas que colisionaban entre sí. A medida que las placas se movían, según esta hipótesis, ciertas áreas de la corteza fueron comprimidas y engrosadas, volviéndose más fuertes y estables.
Los autores de un nuevo estudio proponen un mecanismo completamente diferente.
En el estudio, publicado en Nature, investigadores sugieren que los cratones están relacionados genéticamente a la meteorización de las primeras masas de tierra que emergieron de los océanos durante el eón Arqueano, entre 2,800 y 2,500 millones de años.
“El Arqueano era ese mundo de agua sin continentes por encima del nivel del mar” dijo Jesse Reimink, uno de los coautores del estudio. Mientras Reimink y sus colegas se preguntaban qué más—además de continentes—estaría ausente en un mundo así, encontraron una respuesta: “No produciría sedimentos,” dijo Reimink.
Calor y frío
Los investigadores propusieron una relación sorprendente entre los procesos superficiales y la formación de corteza continental estable. A medida que los primeros continentes emergían, lluvia, viento y reacciones químicas descomponían las rocas, produciendo sedimentos que se depositaron como lutitas, que concentran cantidades significativas de elementos radiactivos.
Cuando estas capas sedimentarias fueron posteriormente enterradas durante la subducción, el calor de la radiactividad fundió grandes volúmenes de roca en magma. A medida que ese magma flotante ascendía, llevaba consigo la mayoría de los elementos radiactivos, reconcentrándolos en la corteza superior.
Este proceso empobreció la corteza más profunda en estos elementos productores de calor, haciendo que las rocas allí fueran más frías, duras y más resistentes a la deformación. Según los investigadores, estas raíces cratónicas persisten ahora como los núcleos estables de los continentes.
“La fusión es realmente la clave”.
Para probar su idea, los científicos estimaron la capacidad de las rocas arqueanas de producir calor. Encontraron que estas “rocas calientes” podrían fundir una gran cantidad de roca notablemente rápido—en decenas de millones de años.
“La fusión es realmente la clave,” dijo Reimink. “Una vez que pones sedimentos allí abajo, se propicia la fusión muy rápidamente.”
Si la hipótesis es correcta, dijo Reimink, las rocas de la corteza profunda registrarían un patrón de la temperatura y presión que experimentaron a lo largo del tiempo que sería diferente de otras hipótesis sobre la formación de cratones. La presencia de sedimento residual en la corteza profunda apoyaría aún más la hipótesis, añadió Reimink.
“Lo realmente emocionante es que hay un vínculo entre los procesos superficiales, como la meteorización, y las profundidades de la Tierra”, dijo Reimink. Este vínculo previamente subestimado resalta cómo las reacciones químicas aparentemente menores en la superficie de la Tierra pueden influir significativamente en la composición de la corteza profunda a lo largo del tiempo geológico.
Kalin McDannell, un geólogo del Dartmouth College que no estuvo involucrado en el nuevo estudio, dijo que la investigación explica elegantemente varias piezas de información del registro geológico relacionadas con cómo la corteza cratónica se convirtió en los continentes tectónicamente estables que tenemos hoy.
“Este es un buen modelo de evolución de la corteza y definitivamente un trabajo significativo para entender la ciencia de los cratones”.
Hipótesis previas, incluyendo el calentamiento por plumas del manto, no están necesariamente bien reflejadas en el registro geológico, añadió McDannell. En contraste, esta nueva hipótesis de estabilización explica la necesidad de calentamiento y fusión parcial de la corteza sin invocar otros mecanismos más complejos. “Es como la navaja de Occam”, dijo McDannell.
“Este es un buen modelo de evolución de la corteza y definitivamente un trabajo significativo para entender la ciencia de los cratones”, dijo Jyotirmoy Paul, un geofísico de la Universidad de Oslo que no formó parte del nuevo estudio. Aun así, Paul dijo, no está del todo claro si este proceso estabilizaría toda la litósfera o solo la corteza. “Si la litósfera se destruye o es inestable, entonces no podemos llamar a esto un cratón”, añadió.
El surgimiento temprano de masas terrestres podría ser particularmente importante para este proceso porque los planetas tienen una cantidad finita de elementos radiactivos que decaen con el tiempo. Estos elementos eran mucho más abundantes hace miles de millones de años, señaló Reimink, lo que podría hacer que este proceso fuera más efectivo en las primeras etapas del desarrollo del planeta.
—Javier Barbuzano (@javibarbuzano), Escritor de ciencia
This translation by Mónica Ramírez Calderón (@decrepitoverdor) was made possible by a partnership with Planeteando y GeoLatinas. Esta traducción fue posible gracias a una asociación con Planeteando y GeoLatinas.
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