¿Tuvo la Tectónica un inicio temprano?

¿Tuvo la Tectónica un inicio temprano?

Por :Michael Artime

Un reciente descubrimiento cerca de la Gran Muralla en China brinda nuevos apoyos a la teoría de que la tectónica de placas comenzó a una edad muy temprana en la historia de la Tierra.

Por: Plantilla de Escritores de Astrobiology News



Basado en una nota de prensa de las Universidades de St. Louis y Washington |

El hallazgo no solo ayudará a comprender los procesos geológicos de la Tierra primigenia, sino que también suministrará algunas pistas sobre el desarrollo de la vida primitiva.

Es bien sabido que la tectónica de placas – el movimiento de las placas oceánicas y continentales – data al menos de hace 1.900 millones de años. Pero Timothy Kusky, profesor de geología en la Universidad de Sr. Louis, cree que las placas comenzaron a moverse mucho antes. Mientras estaba en China el pasado verano, Kusky descubrió la sección completa de suelo oceánico más antigua del planeta. Esta sección de suelo oceánico tiene 2.500 millones de años, anterior en 500 millones de años a cualquier otra muestra de suelo descubierta con anterioridad. Estas rocas datan del Arcaico, un período de tiempo en el que los continentes de la Tierra comenzaban a formarse.

Durante décadas, los geólogos han debatido si las fuerzas de la tectónica de placas operaron durante el Arcaico. Aquellos que argumentan en contra de la teoría citan como prueba principal la falta de ofiolitas arcaicas. Las ofiolitas son estructuras rocosas que se forman en las crestas de expansión oceánicas. Son en estas areas del suelo marino donde las placas oceánicas se ven forzadas a separarse por la entrada en escena de nuevo magma liberado desde el subsuelo. Estas regiones son zonas de mezcla donde la lava y fluídos procedentes de la corteza terrestre y el manto interactúan con el agua del mar. A la estructura rocosa que resulta de esta mezcla se la conoce como secuencia de ofiolita.

Las antiguas rocas que descubrió Krusky en Dongwanzi, China, tienen una estructura muy similar a las de origen volcánico (mucho más jóvenes) emplazadas a lo largo del suelo oceánico en expansión.

“Este descubrimiento muestra que las fuerzas de la tectónica de placas que crearon la actual corteza oceánica de la Tierra comenzaron a operar hace más de 2.500 millones de años,” dice Krusky. “Las rocas son similares en cuanto a que la secuencia entera incluye a las mismas rocas encontadas en la joven corteza y manto oceánico, aunque una diferencia significativa viene del hecho de que la secuencia de ofiolita aparece más gruesa en la muestra arcaica de Dongwanzi. Necesitamos hacer más trabajos sobre esta conclusión preliminar, incluyendo mas cartografía de campo.”

La investigación, un esfuerzo de colaboración entre investigadores de las Universidades de Pekin, Washington y St. Louis, fue publicada en la edición de la revista “Science” del 11 de Mayo de 2001. En dicho artículo, se describe en detalle el proceso de datación.

“Las rocas se dataron mediante geocronología U/Pb [uranio/plomo] en zircon, el método más exacto para datar rocas de estos tiempos,” dice Krusky. La geocronología uranio/plomo busca la cantidad de isótopos de uranio-238 que se han descompuesto en una roca, hasta convertirse en plomo-206. La descomposición de la mitad de cualquier cantidad de U-238 tarda aproximadamente 4.500 millones. El porcentaje de plomo y uranio de una muestra de una roca puede indicar la cantidad de tiempo que hace que esta se cristalizó.

Krusky dató las rocas con la ayuda de Robert Tucker, profesor asociado de ciencia terrestre y planetaria de la Universidad de Washington en St. Louis.

Stephen Mojzsis, profesor asistente de ciencias geológicas en la Universidad de Colorado, en Boulder y miembro del Instituto de Astrobiología de la NASA, dice que este es un hallazgo interesante que viene a confirmar lo que se sospechaba sobre la actividad tectónica en la Tierra.

“Hace tiempo que asumimos que ya había actividad tectónica de placas en el Arcaico, “dice Mojzsis. “Este trabajo nos dota de más evidencias directas de esto.”

Krusty y el Dr. Jiang-Hai Li de la Universidad de Pekín en Baijing hicieron el descubrimiento mientras investigaban las estructuras geológicas localizadas a unas pocas millas de la Gran Muralla China.

“Yo estaba en China realizando una serie de conferencias en la Universidad de Pekín sobre la historia de la Tierra primigenia.”, dice Kusky, “y entonces planificamos dos semanas de trabajo de campo para examinar la gran variedad de unidades geológicas del craton del norte de China [un craton es una porción de corteza continental que ha permanecido estable durante largos períodos de tiempo]. Durante el tercer día del viaje atravesé un afloramiento de terraplenes laminados con un cinturón de roca verde, y decidí que era más importante hacer un mapa de campo de las relaciones geológicas alrededor de los terraplenes laminados que continuar nuestro viaje alrededor del norte de China.”

Kusky dice que las rocas están expuestas, así que no fue necesario excavar. Solo tuvieron que martillear al aire libre para tomar muestas en las laderas de la montaña y en otros afloramientos.

“Mi primera intención era obtener un mayor entendimiento de la geología del craton del norte de China, pero tras descubrir la ofiolita arcaica, mi intención cambió por la de documentar sus relaciones geológicas en el modo más completo posible y hacer acopio de un conjunto representativo de muestras para su geocronología, geoquímica y para la búsqueda de señales de vida primitiva en las formaciones sulfúricas y de chert (*),” dice Kusky.

Krusky cree que el descubrimiento podría tener implicaciones de largo alcance en las teorías sobre el desarrollo de vida compleja en la Tierra. Muchos científicos creen que la vida durante el período Arcaico consistía principalmente en organismos unicelulares en los océanos. Pero se ha debatido durante años sobre el cuándo evolucionaron estos organismos hacia formas más complejas.

“Debido a que los cálidos afloramientos volcánicos del suelo marino pudieron proveer los nutrientes y temperaturas necesarias para el florecimiento y desarrollo de la vida, es posible que la vida se desarrollase y diversificase alrededor de estos afloramientos a medida que comenzaba la actividad tectónica,” dice Kusky.

Kusky comenta que planea investigar la antigua roca en busca de señales de vida fosilizada.

“Hemos iniciado un estudio de sulfuros, los cherts, y rocas relacionadas y actualmente estamos observando los isótopos de azufre y buscando cualquier otra traza o señal isótopa de vida primitiva,” dice Kusky. “Si encontramos evidencias de vida antigua en estas rocas, ello sería de gran importancia para nuestro entendimiento sobre el cómo y dónde se diversificó la vida en la Tierra, ya que podríamos decir limpia y certeramente que, en este caso, estamos tratando con suelo de afloramientos hidrotermales submarinos, y conocemos la edad de las muestras [aproximadamente 2.505 millones de años]. Este período de tiempo fue crítico para la evolución de la vida, y nuestro trabajo puede llevarnos a conseguir calibrar mejor el reloj evolutivo, incluyendo quizás, la calibración de las divergencias entre varias eucariotas, arqueobacterias, eubacterias, y antecesores anaeróbicos procariotas.”

De acuerdo a Mojzsis, el descubrimiento de las ofiolitas de 2.500 millones de años de antigüedad puede decirnos también algo sobre el medioambiente Arcaico, así como sobre el desarrollo de los continentes.

“Este período, hace 2.500 millones de años, fue el momento crucial durante el cual los niveles de oxígeno atmosférico iban incrementándose y alterando la química medioambiental de la superficie de la Tierra,” dice Mojzsis. “El descubrimiento de la ofiolita de 2.500 millones de años puede proveernos de mucha información necesaria sobre los fuídos térmicos en la corteza durante el período Arcaico. La Tierra pierde una gran parte de su calor interno a través de los puntos calientes y mediante la separación del suelo marino. Finalmente, la separación del suelo oceánico da como resultado el movimiento [tectónico] de placas. Generalmente se cree que este es el principal mecanismo para la generación de los tipos de corteza que eventualmente forman los continentes.”

¿Que seguirá?
Kusky y su equipo están en proceso de remitir varias propuestas a la Fundación Nacional de Ciencia de los EE.UU. para caracterizar y estudiar los aspectros litológicos, qúimicos y estructurales de las ofiolitas de Dongwanzi. También han remitido varias propuestas a la NASA para investigar e interpretar las señales de vida en las rocas, y para determinar las implicaciones para la evolución de la vida primitiva en la Tierra.

“Aún queda mucho trabajo por hacer en esas rocas,” dice Kusky, “Preveemos una duración de unos cuantos años con varios colegas para el estudio de los diferentes aspectos de esta notablemente bien preservada ventana hacia la Tierra primitiva.”

(*) Nota del traductor
Chert = Roca silícea de origen químico, de textura microcristalina y criptocristalina, que se presenta en rocas carbonatadas formando nódulos interestratificados. Se puede considerar sinónimo de sílex.