El primer continente

¿De dónde viene el suelo que pisamos? Como humanos, tendemos a dar por sentada la tierra, a pesar de que, incluso hoy, cubre solo alrededor de un tercio de la superficie de la Tierra. Además, la tierra es en gran parte bidimensional. Con la excepción de las diminutas bestias excavadoras, la mayor parte de nuestra actividad tiene lugar en la superficie. El océano, por otro lado, tiene una vasta tercera dimensión, albergando varios tipos de criaturas a lo largo. “Qué inapropiado llamar a este planeta Tierra”, escribió una vez el novelista de ciencia ficción Arthur C. Clarke, “cuando claramente debería llamarse Océano”.

Sea como fuere, tenemos nuestra tierra. Y damos por sentado que esta tierra siempre existió en la Tierra, aunque en una forma diferente, con un clima diferente y habitada por criaturas diferentes.

La geología nos dice que incluso este no fue el caso.

Vivimos en una época de tierra, pero hubo un tiempo en que la Tierra no tenía tierra. Cómo ocurrió la transición sigue siendo un misterio, pero al observar la composición de los minerales existentes podemos decir mucho sobre la formación de continentes.

Tal vez, trabajando hacia atrás, podamos aprender la verdad sobre el primer continente de la historia.

La Tierra, geológicamente hablando, se puede clasificar en cuatro secciones. Está la capa superficial llamada corteza. Si la Tierra fuera una manzana la corteza es el grosor de su piel. Caminamos sobre la corteza, forma todos los continentes y el fondo marino. Debajo de la corteza hay una capa conocida como manto. Esta capa tiene miles de kilómetros de profundidad y constituye el 84% del volumen de la tierra. Se entiende que es sólido, pero en una escala de tiempo geológica se comporta como un líquido altamente viscoso, como un caramelo. Debajo de esto está el núcleo externo líquido y debajo está la bola sólida de roca conocida como núcleo interno.

Los continentes, por definición, son grandes masas de tierra en la corteza separadas por un fluido como el agua. Con esta definición, la Tierra es el único planeta conocido que tiene continentes. Si bien es posible que planetas como Marte hayan tenido masas terrestres similares en el pasado, dado que no hay agua líquida en Marte, la Tierra es el único planeta con continentes.

En el siglo pasado, Alfred Wegener propuso la Teoría de la Deriva Continental, según la cual la Tierra alguna vez tuvo un continente unificado que se desplazó con el tiempo para producir los siete continentes que conocemos hoy. Esta teoría ha sido aceptada hoy como un hecho.

Se puede ver una simple validación de la teoría de Wegener al estudiar las similitudes en los fósiles en las diferentes masas de tierra en la actualidad. Para cualquiera que tenga dudas, observe lo bien que se alinea la costa este de América del Sur con la costa oeste de África.

La Tierra se formó hace 4.600 millones de años (¡eso es 4.600.000.000 de años!). La era de hace 4.600 a 4.000 millones de años se llama Hadean Aeon, en honor a Hades, el dios griego del infierno. Los científicos creían anteriormente que la Tierra comenzó como una bola de fuego y que, con el tiempo, la superficie exterior se enfrió para formar la tierra que conocemos hoy. Sin embargo, ahora sabemos que la Tierra estaba cubierta de agua antes de que se formaran los primeros continentes.

Este descubrimiento se realizó gracias al mineral Zircon.

Los cristales de circón o ZrSiO4 tienen una propiedad especial. Una vez formados, persisten incluso si su roca madre se destruye por completo, son virtualmente indestructibles. Una ventaja adicional es que tampoco son muy raros.

La edad de estos minerales también se puede encontrar fácilmente estudiando su composición de uranio a plomo. Los cristales de circón incorporan átomos de uranio y torio (ambos más conocidos como combustibles nucleares). Sin embargo, estos mismos cristales rechazan los átomos de plomo cuando se forman.

Con el tiempo, el uranio inestable se convierte en plomo a través de la descomposición radiactiva, lo que significa que puede medir la proporción de uranio a plomo para determinar la edad del cristal. Un cristal joven tendrá una mayor proporción de uranio, mientras que en uno más viejo, una proporción relativamente mayor de uranio ya se habrá convertido en plomo.

Más relevante es el hecho de que los cristales de circón revelan información sobre el entorno en el que se formaron. Esto se puede deducir a través de sus proporciones de isótopos de oxígeno.

El oxígeno tiene dos isótopos estables: ¹⁸O y ¹⁶O. ¹⁸O, con dos átomos más, es más pesado que ¹⁶O.

Cuando llueven, las moléculas de agua que consisten en ¹⁸O se condensan más fácilmente que sus contrapartes más ligeras. Y cuando ocurre la evaporación, son las moléculas de ¹⁶O las que se van primero, dejando atrás las moléculas de ¹⁸O. Por lo tanto, podemos suponer razonablemente que los niveles de ¹⁶O en los océanos eran más altos durante los períodos más cálidos, mientras que el ¹⁸O dominaba durante los períodos más fríos y lluviosos.

Es en estas proporciones que los átomos de oxígeno son capturados en cristales de circón, formando una cápsula del tiempo o instantánea de la composición química de la época. Al observar los circones, podemos saber cuándo se formaron y la temperatura en ese momento.

Y, con esa información, podemos inferir cómo se formaron exactamente esos cristales de circón.

En el manto de la Tierra, la proporción de isótopos de oxígeno es siempre alrededor de 5,3. Una nota rápida: esto no significa que haya 5,3 veces más ¹⁸O que ¹⁶O. El nombre oficial de este valor es δ¹⁸O o “delta-O-18”, donde “delta” significa “diferencia con el agua del océano”. Entonces, cuando comparamos la proporción aquí con la proporción en el agua del océano, la diferencia es 5.3.

Si el valor de delta-O-18 está entre 0 y 5,3, significa que hubo una interacción extensa del magma con el agua a alta temperatura antes de que se solidificara en roca. (Naturalmente, el valor delta-O-18 del agua del océano es cero, ya que es con lo que estamos comparando todo lo demás)

Si delta-O-18 es mayor que 5.3, significa que el magma interactuó con las rocas en la superficie de la tierra , en lugar de su agua. Estas rocas superficiales habrían interactuado previamente con la lluvia o el agua del océano. Como se mencionó antes, el agua de lluvia contiene más del ¹⁶O más pesado. Eso significa que las rocas también habrían tenido más y, enterrados y derretidos en el magma, habrían retenido ese valor más alto, que finalmente se habría transmitido a nuestros circones de la cápsula del tiempo durante la cristalización.

Los circones más antiguos tienen un delta-O-18 de aproximadamente 7,4. Eso significa que el agua debe haber estado abundantemente presente en la superficie de la Tierra en la era Hadeana. ¿Cómo podría ser esto posible? Después de todo, fue un período de tiempo conocido por sus volcanes y fuego infernal.

Los geólogos han reflexionado sobre el problema y han llegado a su respuesta más plausible: el agua probablemente fue llevada a la Tierra desde el espacio exterior. La era Hadeana fue un período difícil para la superficie de la Tierra, que fue fuertemente bombardeada por meteoritos del espacio exterior. Sabemos esto porque la tierra en la Luna muestra que estos impactos meteóricos fueron regulares hasta hace 3.500 millones de años: los restos de estos ataques se pueden observar hoy como cráteres en la Luna.

Si la superficie de la Tierra estaba cubierta casi en su totalidad por agua, ¿cómo se formaron los primeros núcleos continentales estables? ¿Por qué ninguna tierra que se formó se hundió en el magma?

En un nuevo estudio a principios de este año, investigadores de tres instituciones (la Universidad de Curtin, el Servicio Geológico de Australia Occidental y la Universidad de Maryland de EE. UU.) se reunieron para investigar el pasado antiguo de la tierra. Lo hicieron examinando la masa de tierra expuesta más antigua del mundo: el cratón Pilbara de Australia.

Un cratón es una parte antigua y estable de un continente. Esto significa que se han mantenido firmes en la superficie durante millones de años. El cratón de Pilbara es uno de varios restos continentales de la era arcaica, que data de hace 4000 a 2500 millones de años. Siguiendo los pasos de la era Hadeana, esta fue la época en que la tasa de impactos de meteoritos estaba disminuyendo en la Tierra.

Al estudiar las edades de los circones en las rocas allí y los valores delta-O-18 dentro, los investigadores concluyeron que hubo tres etapas de formación de este cratón. Lo que sigue es un análisis interesante.

Los circones de la primera etapa se pueden categorizar en dos grupos: aquellos cuyos valores delta-O-18 son similares a los del manto, justo debajo de la corteza terrestre; y aquellos cuya composición de oxígeno requiere un proceso muy superficial. En la segunda etapa, el delta-O-18 coincide con el manto. Y finalmente, los circones de la etapa tres tienen valores delta-O-18 que requieren interacción con los materiales de la superficie.

Como puede ver, parece que los circones se formaron primero cerca de la superficie y gradualmente comenzaron a formarse más profundo. Pero, ¿era realmente así? Los investigadores, después de haber estudiado las diversas composiciones de las rocas, sugieren lo contrario.

Primero (piensen en los investigadores), hubo una explosión meteórica. Un objeto grande se estrelló contra la superficie acuosa de la Tierra, algo común en el pasado, pero esta vez, el impacto provocó una exposición prolongada del magma al agua caliente, y por "prolongado" me refiero a varios millones de años. El impacto en sí mismo habría formado rocas ricas en magnesio cerca, mientras que rocas ricas en hierro se formaron un poco más lejos. Mientras tanto, la combinación de magma y agua caliente provocó condiciones muy parecidas a las que se encuentran en el submanto: tanto que incluso las proporciones de isótopos de oxígeno eran similares.

Durante los siguientes cien millones y pico de años, los materiales más pesados ​​se hundieron en el manto, mientras que los magmas más ligeros se trasladaron a la superficie. Esta separación permitió que la capa más ligera flotara y pudiera mantenerse a flote... eventualmente formando la "corteza" con la que estamos familiarizados hoy.

Los circones de la etapa dos son de cuando la corteza se estabilizó. El magma del manto se extendió alrededor de la base de la corteza, razón por la cual los circones de la etapa dos en su mayoría tienen valores de delta-O-18 similares a los que se encuentran en el manto.

Finalmente, en la tercera etapa, los zircones tienen proporciones por encima del manto. Esto sugiere que había bastante roca por encima de la corteza base que se incorporó al magma de abajo.

El cratón de Pilbara cuenta una historia interesante, pero lo que es más importante es que otros cratones están de acuerdo. El mismo patrón que se observó aquí, nos dicen los geólogos, también se puede reconocer en otros cratones. Esto esencialmente significa que las explosiones de meteoritos fueron responsables de estabilizar la primera tierra en la Tierra; que todos los continentes pertenecientes a este planeta fueron posibles gracias a rocas espaciales gigantes que chocaron contra su superficie.

Entendemos los meteoros como una fuerza destructiva. Siempre son retratados como un desastre del fin del mundo. Los meteoritos provocan explosiones; los meteoros mataron a los dinosaurios; un meteoroide fue la razón por la que todos no querían mirar hacia arriba .

Esta percepción es parcialmente cierta, pero los cratones nos dicen que los meteoros son mucho más. Como cualquier fuerza natural, son a la vez creadores y destructores; pueden perturbar la tierra a la que estamos acostumbrados, pero antes de que nos quejemos de los meteoritos, debemos recordar esto: ellos, tal vez, fueron los que nos dieron la tierra en la que vivimos en primer lugar.

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