University Park, Pensilvania. – La tierra bajo nuestros pies puede parecer sólida, estable y eterna. Pero los continentes que llamamos hogar son únicos entre nuestros vecinos planetarios, y su formación ha sido durante mucho tiempo un misterio para los científicos. Ahora, los investigadores creen que pueden haber descubierto una pieza importante del rompecabezas: el papel del clima antiguo en la formación de los «cratones» de la Tierra, las partes más impermeables de la corteza de nuestro planeta.
Los cratones son las viejas almas de los continentes y constituyen la mitad de la corteza continental de la Tierra. Algunos datan de hace tres mil millones de años y prácticamente no han cambiado desde entonces. Forman corazones estables alrededor de los cuales han crecido otros continentes. Durante décadas, los geólogos se han preguntado qué hace que estas regiones sean tan resilientes, incluso cuando las placas se mueven y chocan a su alrededor.
Resulta que la clave puede no estar en las profundidades de la tierra, sino en su superficie. Un nuevo estudio realizado por Penn State y publicado Naturaleza La erosión subaérea (la descomposición de rocas expuestas al aire) puede haber desencadenado una cadena de acontecimientos que condujeron a la estabilización de cratones hace miles de millones de años, hace entre 2.500 y 3.000 millones de años, durante la era Neoarqueana.
Para entender cómo sucedió esto, retrocedamos en el tiempo. En el Neoarqueo, la Tierra era un lugar muy diferente. Hay poco oxígeno en la atmósfera y la mayor parte de los continentes estaban sumergidos bajo el océano global. Pero gradualmente, la tierra comenzó a sobresalir de las olas, un proceso conocido como emergencia continental.
A medida que más rocas quedaron expuestas al aire, las tasas de erosión aumentaron dramáticamente. A medida que las rocas se erosionan, liberan los minerales que las constituyen, incluidos elementos radiactivos como el uranio, el torio y el potasio. Estos elementos productores de calor, o HPE, son importantes porque su descomposición genera calor dentro de la Tierra durante miles de millones de años.
Los investigadores proponen que a medida que los HPE fueron liberados por la erosión, fueron arrastrados hacia los sedimentos acumulados en los océanos. Con el tiempo, los procesos tectónicos de placas habrían transportado estos sedimentos a zonas más profundas de la corteza, donde los HPE concentrados podrían hacer sentir su presencia.
Si se hubieran enterrado profundamente y se hubieran calentado desde dentro, los sedimentos habrían comenzado a derretirse. Esto habría impulsado lo que los geólogos llaman «diferenciación de la corteza terrestre»: la separación de la corteza continental en una capa superior más ligera y rica en HPE y una capa inferior más densa y pobre en HPE. Los investigadores sostienen que esta capa es la que da a los cratones su extraordinaria estabilidad.
La corteza superior, enriquecida en HPE, actúa esencialmente como una manta térmica, manteniendo la corteza inferior y el manto relativamente frescos y fuertes. Esto evitó la erosión y el reciclaje a gran escala que afectaban a las zonas más jóvenes de los continentes.
Curiosamente, el momento de la estabilización de los cratones en todo el mundo respalda esta idea. En muchos cratones, los investigadores señalan que la aparición de rocas sedimentarias enriquecidas con HPE es anterior a la formación de granitos neoarqueanos distintivos, rocas formadas por la fusión de sedimentos ricos en HPE.
Además, las rocas metamórficas (rocas que han sido alteradas por el calor y la presión en las profundidades de la corteza) también registran una historia consistente con el modelo. Muchos cratones tienen terrenos de granulita, con partes de la corteza profunda elevadas a la superficie formadas en el Neoarqueano. Estas granulitas suelen tener composiciones que sugieren que se formaron a partir del derretimiento de rocas sedimentarias.
Por tanto, la secuencia de acontecimientos (formación de continentes, aumento de la erosión, entierro de sedimentos ricos en HPE, derretimiento de la corteza profunda y, finalmente, estabilización de cratones) parece secuencial.
Es significativo que este proceso pueda ser el resultado inevitable del ascenso de grandes continentes sobre el océano. El origen del territorio se dispuso como una serie de procesos que culminaron con el nacimiento de los cratones.
También ayuda a explicar por qué la estabilización de cratones alcanzó su punto máximo en el Neoarqueano. Fue durante este tiempo que aparecieron por primera vez en grandes cantidades sedimentos enriquecidos con HPE, y la descomposición natural de los HPE con el tiempo resultó en una producción de calor radiante en la Tierra dos veces mayor que la actual.
Las implicaciones de este trabajo van más allá de la comprensión del pasado antiguo. Los cratones son más que rarezas geológicas: son hábitats importantes para la vida y proporcionan valiosos depósitos minerales, incluidos oro, diamantes y metales preciosos. Saber cómo evolucionaron puede informar nuestra búsqueda de estas fuentes.
Mientras caminamos sobre tierra firme, resulta humillante pensar que los cimientos de nuestros continentes deben su existencia al trabajo lento y paciente de la meteorización y la erosión hace miles de millones de años. La próxima vez que recojas una roca, piensa en el viaje épico que sus componentes pueden haber realizado desde la montaña al océano y a la corteza profunda, todo culminando en el mundo que conocemos hoy.
El editor en jefe de StudyFinds, Steve Fink, contribuyó a este informe.
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