Geocientíficos analizan circón para rastrear el origen de los continentes de la Tierra

Los geocientíficos saben desde hace mucho tiempo que algunas partes de los continentes se formaron en el pasado profundo de la Tierra, pero la velocidad a la que la tierra se elevó sobre los mares globales, y las formas exactas que se formaron las masas terrestres, hasta ahora han eludido a los expertos.

Pero ahora, al analizar aproximadamente 600.000 análisis de minerales de una base de datos de aproximadamente 7.700 muestras de rocas diferentes, un equipo dirigido por Jesse Reimink, profesor asistente de geociencias en Penn State, cree que se están acercando a las respuestas.

Los investigadores dicen que las masas terrestres de la Tierra comenzaron a elevarse lentamente sobre el nivel del mar hace unos 3 mil millones de años. Cuando su interpretación se combina con trabajos anteriores, incluido el trabajo de otros investigadores de Penn State, sugiere que los continentes tardaron aproximadamente 500 millones de años en alcanzar sus alturas modernas, según los hallazgos publicados recientemente en Cartas de ciencia terrestre y planetaria.

Jesse reimink

Jesse Reimink, profesor asistente de geociencias en Penn State, forma parte de un equipo de investigadores que utilizará el circón mineral para ayudar a comprender cómo se formaron los continentes de la Tierra hace miles de millones de años. Crédito: Penn State

Para llegar a esta conclusión, los científicos aplicaron un análisis estadístico único a las edades de cristalización del mineral circón, que se puede fechar de manera confiable y se encuentra con frecuencia en rocas sedimentarias. Si bien estos investigadores no fecharon estas muestras, todas las muestras fueron fechadas utilizando el sistema de desintegración de uranio-plomo. Este método mide la cantidad de plomo en una muestra y calcula a partir de la tasa bien establecida de descomposición del uranio, la edad del cristal. Cuando se forma el circonio, no se incorpora plomo a su estructura, por lo que cualquier plomo proviene de la descomposición del uranio.

Los minerales que se encuentran en las muestras de rocas sedimentarias se formaron originalmente en magmas más antiguos pero, a través de la erosión y el transporte, viajaron en ríos y finalmente se depositaron en el océano, donde se convirtieron en rocas sedimentarias debajo de la superficie del fondo marino. Las edades de los zircones recuperados de muestras de rocas individuales se pueden utilizar para determinar el tipo de continente del que fueron erosionados.

Las edades de los circones de las rocas del este de América del Norte son, por ejemplo, diferentes de las de masas terrestres como Japón, que se formó por una actividad volcánica mucho más reciente.

“Si miras el río Mississippi, está erosionando rocas y circonitas de toda América del Norte. Está recolectando granos minerales que tienen un rango de edad masivo desde tan jóvenes como un millón de años hasta unos pocos miles de millones de años ”, dijo Reimink. «Nuestro análisis sugiere que tan pronto como los sedimentos comenzaron a formarse en la Tierra, se formaron a partir de cuencas sedimentarias con un rango de edad igualmente grande».

Los sedimentos se forman a partir de la meteorización de rocas más antiguas y llevan la firma de la masa terrestre pasada en cápsulas del tiempo como los circones. La investigación no descubre el tamaño total de los continentes primordiales, pero especula que las cuencas hidrográficas de escala moderna se formaron hace 2.700 millones de años.

«Nuestra investigación coincide muy bien con el registro de rocas preservadas», dijo Reimink.

Este hallazgo es fundamental por varias razones. Primero, saber cuándo y cómo se formaron los continentes avanza la investigación sobre el ciclo del carbono en la tierra, el agua y la atmósfera. En segundo lugar, nos da pistas sobre los primeros orígenes de la Tierra. Eso podría resultar útil a medida que descubramos más sobre la vida y la formación de otros planetas. La Tierra es un planeta que sustenta la vida, en parte, debido a cómo la corteza continental influye en nuestra composición atmosférica y oceánica. Saber cómo y cuándo ocurrieron estos procesos podría contener pistas sobre la creación de vida.

“Siempre que somos capaces de determinar los procesos que llevaron a nuestra existencia, se relaciona con preguntas realmente profundas como: ¿Somos únicos? ¿Es la Tierra única en el universo? ¿Y hay otras Tierras por ahí? ”, Dijo Reimink. “Estos hallazgos nos ayudan a guiarnos por el camino hacia las respuestas que necesitamos sobre la Tierra que nos permiten comparar nuestro planeta con otros”.

Referencia: «El análisis global de circón registra un aumento gradual de la corteza continental en todo el Neoarqueano» por Jesse Ray Reimink, Joshua HFL Davies y Alessandro Ielpi, 16 de noviembre de 2020, Cartas de ciencia terrestre y planetaria.

Joshua Davies de la Université du Québec à Montréal y Alessandro Ielpi de Laurentian University contribuyeron a esta investigación.

El Consejo de Investigación de Ciencias Naturales e Ingeniería de Canadá apoyó parcialmente este trabajo.