Los inicios de la tectónica de placas

Se han encontrado indicios de que hace 3500 millones ya abundaban las rocas de color claro (como este granito del Medio Domo de Yosemite). Es posible que las formase la tectónica de placas, que habría comenzado en tal caso antes de lo que se pensaba [David Iliff, en Wikimedia].

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Según los geólogos, la Tierra primitiva debía de parecerse mucho a Islandia, donde campos de lava negra como el azabache se extienden hasta donde se pierde la vista, negruzcas laderas se alzan bruscamente sobre las nubes y playas de arena oscurísima bordean la tierra.

Pero con el tiempo el mundo fue volviéndose poco a poco menos sombrío. La Tierra de hoy alberga también rocas de colores claros, como el granito del que está compuesto el Medio Domo del Parque Nacional de Yosemite. Pero los científicos siguen sin tener claro cuándo empezó el mundo su transición desde aquella conformación en que se parecía a Islandia a la que tiene hoy en día.

Un nuevo estudio, publicado el 22 de septiembre en Science, sostiene que hay indicios de que el cambio se produjo hace más de 3500 millones de años. El hallazgo no solo les dice a los científicos el color de aquellas primitivas playas del mundo, sino que les permite saber mejor cuándo despertaron las engranadas placas de la corteza terrestre, que encajan entre sí como las piezas de un puzzle y se encuentran bien debajo de nuestros pies, y empezaron su incesante reordenación (el fenómeno geológico conocido como tectónica de placas). La conexión entre lo uno y lo otro está en que las rocas de color claro, o rocas félsicas, como se las llama, son en realidad rocas oscuras, o máficas, «reencarnadas». En breve: las rocas félsicas se forman cuando las máficas son llevadas hacia las profundidades de le Tierra, posiblemente porque una placa tectónica se ha deslizado bajo otra en un proceso conocido como subducción. Dado que las rocas félsicas, de color claro, eran abundantes hace miles de millones de años, es probable que la tectónica de placas hubiese comenzado ya para entonces.

Nicolas Greber, geólogo de la Universidad de Chicago, y sus colaboradores llegaron a esa conclusión cuando analizaron 78 capas diferentes de sedimentos para precisar la proporción de las rocas félsicas con respecto a las máficas. No era tan simple como contar piedras claras y oscuras (ambas se han erosionado desde entonces hasta convertirse en partículas finas). Lo que el equipo de Greber hizo fue fijarse en el titanio. Aunque este elemento metálico está presente en ambos tipos de roca, la proporción de sus isótopos (átomos idénticos químicamente pero con un número diferente de neutrones) varía cuando la roca cambia del estado máfico al félsico. Suponga que mezcla sustancias saladas y dulces, explica Greber: un análisis le dará «una idea de cuánta sal y cuánto azúcar ha puesto». Esperaba que los sedimentos más antiguos de su muestra, que tenían 3500 millones de años, estuviesen compuestos casi exclusivamente de partículas máficas. Pero para su sorpresa alrededor de la mitad de esas partículas encerradas en la muestra eran félsicas.

Si se parte del supuesto de que esas rocas se formaron dentro de zonas de subducción, ese resultado querrá decir que las placas tectónicas estaban ya en marcha en aquella época, conclusión que podría resolver un viejo misterio: el de la fecha de nacimiento de la tectónica de placas. Se viene discutiendo desde hace mucho acerca del momento preciso en que las placas de la corteza despertaron de su sueño: se ha dicho desde que fue hace 4200 millones de años hasta que ocurrió hace solo 1000 millones. Ese intervalo es demasiado grande para que los científicos puedan entender la evolución de la Tierra primitiva. El movimiento de las placas remodela radicalmente el planeta: talla las cuencas oceánicas y alza las cordilleras. También altera la composición de la atmósfera y de los océanos, y esto habría afectado al suministro de nutrientes de las formas primitivas de vida del joven planeta.

Con un posible intervalo de tiempo tan vasto, es fácil entender que los científicos no se pongan de acuerdo en una fecha. Paul Tackley, geofísico del Instituto Federal de Tecnología de Suiza, discrepa de la última interpretación. Arguye que las rocas félsicas se pueden formar en cualquier momento en que las rocas máficas se hundan dentro de la Tierra, y no solo en las zonas de subducción. De hecho, lo que arguye es que ese proceso puede ocurrir en una placa sin movimiento. Si, por ejemplo, se produce la erupción de un volcán, la lava recién emitida empujará hacia abajo a las rocas máficas hasta que queden enterradas tan profundamente que se fundan bajo las altas presiones y temperaturas subterráneas y se transformen en félsicas.

Greber está de acuerdo en que las rocas félsicas pueden ciertamente formarse así, pero sostiene que una razón tan elevada de rocas félsicas no queda explicada solo por el tipo de hundimiento de rocas a que se refiere Tackley. Piénsese, por ejemplo, en Islandia. Como está lejos de cualquier zona de subducción, no se forman rocas de color claro en gran cantidad y de ahí los interminables campos de lava negra y las oscuras playas. Greber, por lo tanto, defiende que las altas proporciones de rocas claras descubiertas en los sedimentos antiguos solo pueden significar que la tectónica de placas empezó pronto en la historia de nuestro planeta. Pero 3500 millones de años es solo un límite inferior. En el futuro espera encontrar rocas aún más antiguas que le permitan dar con una fecha de nacimiento exacta.

Shannon Hall/Scientific American

Artículo traducido y adaptado por Investigación y Ciencia con permiso de Scientific American.

Referencia: «Titanium isotopic evidence for felsic crust and plate tectonics 3.5 billion years ago», de Nicolas Greber et al., en Science, vol. 357, núm. 6357, págs. 1271-1274.

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