Hallan en Australia las evidencias más antiguas del movimiento de las placas tectónicas

En el paisaje desolado de Australia occidental, un afloramiento rocoso que se formó hace más de 3000 millones de años ha proporcionado a los geólogos una perspectiva sin precedentes de los movimientos primitivos de nuestro planeta. Estas rocas (unas de las más antiguas del mundo) contienen las que podrían ser las evidencias directas más antigua del movimiento de las placas tectónicas.

Las rocas se formaron cuando el magma salió de debajo de la superficie terrestre a un océano que ya ha desaparecido y se enfrió y se endureció formando una masa bulbosa. Como detalla un nuevo estudio en Science Advances, las señales magnéticas preservadas en la roca sugieren que la región ya avanzaba lentamente por el planeta hace 3200 millones de años a velocidades similares a las de las placas tectónicas actuales, casi 500 millones de años antes que las evidencias anteriores de dicho movimiento.

«Esta es una prueba contundente Se trata de las evidencias más importantes que podemos obtener [del movimiento antiguo de las placas]», afirma Annie Bauer, geoquímica de la Universidad de Wisconsin-Madison que no participó en el estudio.

En la actualidad, las placas tectónicas terrestres siguen desplazándose y migrando, un proceso que construye montañas, labra cuencas y provoca erupciones volcánicas. Estos movimientos crearon una serie de nichos ecológicos, como las fuentes hidrotermales del fondo del mar y los estanques de agua hirviendo en la superficie, los tipos de entornos donde se cree que se formó la vida.

«Al recomponer la historia de la tectónica de placas estamos reconstruyendo nuestra propia historia original», afirma Alec Brenner, autor principal del estudio y estudiante de doctorado en la Universidad de Harvard.

En busca de rocas antiguas

Nuestro planeta se fusionó a partir de una nube de gas y polvo hace unos 4500 millones de años y al principio era abrasador. Había océanos de roca fundida en la superficie y es probable que los volcanes escupieran lava a aire. Más adelante, la Tierra empezó a enfriarse y la superficie se endureció y formó una corteza a lo largo de decenas de millones de años.

Los científicos creen que esta corteza primitiva era una cubierta singular que envolvía al planeta, similar a la superficie actual de Marte. En algún momento (las estimaciones varían de unos 4000 millones a 1000 millones de años), esta cobertura se fracturó y formó un rompecabezas global en la corteza cuyas piezas se entrechocaban, hundían la roca en el manto o la propulsaban hacia el cielo. Así nació la tectónica de placas.

Sin embargo, se sabe muy poco sobre cómo y cuándo ocurrió esta transición. La tectónica de placas recicla continuamente la roca de la Tierra, derrite la corteza y desentierra lava fresca, lo que borra cualquier prueba de un pasado lejano. «Básicamente, hoy en día la primera mitad de la historia de la Tierra está representada solo en aproximadamente un cinco por ciento de las rocas de la superficie», afirma Brenner.

Muchos estudios de la tectónica de placas primitiva deducen el movimiento identificando pistas químicas, como la composición de los minerales antiguos que indica que se formaron en zonas de subducción, donde una placa tectónica se hunde bajo otra. Pero para trazar el movimiento de las placas, los científicos tienen que recurrir a otras medidas, como las señales magnéticas preservadas en las rocas.

En 2016, el paleomagnetista Roger Fu, que sería el futuro tutor de Brenner en Harvard, empezó a escudriñar los mapas de Australia en busca de rocas antiguas donde podría usar estas señales magnéticas para medir directamente los movimientos antiguos de la corteza terrestre. Finalmente, Fu y un colega se concentraron en un lugar: el basalto de Honeyeater de Australia occidental. En el verano de 2017, Brenner y Fu se adentraron en el outback australiano para encontrar las rocas de 3200 millones de años.

Perforaron unos cien testigos de roca de varias partes del afloramiento y anotaron la posición y la orientación de cada uno. Combinaron esos datos con más de cien muestras tomadas previamente. En el laboratorio, analizaron las señales magnéticas de cada muestra, codificadas en minerales con alto contenido de hierro que cuando se cristalizan se orientan como las diminutas agujas de una brújula.

Tras tener en cuenta los cambios de la posición de la roca desde su formación (un proceso denominado ensayo de plegado), todas las agujas de la brújula se alinearon, lo que sugería que representaban la antigua señal magnética auténtica de la roca. «Quizá hayamos dado con algo», pensó Fu entonces.

Los comienzos de la tectónica

El equipo comparó la posición calculada del basalto de Honeyeater con un afloramiento rocoso próximo ya analizado que era un poco más antiguo y contenía una señal magnética anterior. El análisis reveló que la corteza se movía aproximadamente 2,5 centímetros al año en el momento en que se formaron estas rocas.

Ese ritmo «sería normal y corriente para el entorno de tectónica de placas que tenemos en la Tierra moderna», afirma Brenner.

El movimiento podría haber ocurrido cuando la Tierra aún estaba cubierta de una capa única de corteza, aunque la velocidad es mayor a la esperada de haber sido así. El hallazgo sugiere que unos 1000 millones de años después de la formación de nuestro planeta, la tectónica de placas ya podría haber empezado a calentar motores.

Sin embargo, Brenner indica que las pruebas de una sola ubicación no significan necesariamente que las placas se movieran por todo el mundo. Es probable que la tectónica de placas comenzara a trompicones, con la rotura de la corteza y movimientos en algunas zonas antes que en otras.

«Podría ser un proceso irregular», explica Bauer, que hace poco publicó un estudio que demostraba los comienzos desiguales de los movimientos de placas primitivos.

Según John Geissman, paleomagnetista de la Universidad de Texas en Dallas que no participó en el estudio, tampoco está claro cuál fue el mecanismo que impulsó ese movimiento antiguo. Una de las principales fuerzas impulsoras de los movimientos de las placas actuales es el tirón de las rocas cuando se hunden en el manto en las zonas de subducción. Pero es posible que hace miles de millones de años hubiera otros procesos, como las plumas mantélicas que separan las rocas de la superficie.

Si estos movimientos primitivos de hace 3200 millones de años fueron realmente los comienzos de la tectónica de placas, apuntan a un inicio muy temprano de la agitación geológica de la Tierra, un punto crucial para la evolución de la vida tal y como la conocemos. La tectónica de placas actúa como termostato planetario, circulando los gases de efecto invernadero de las profundidades de la Tierra a la atmósfera. Impulsa las erupciones volcánicas, que desentierran nutrientes frescos de las profundidades e incluso es posible que estuviera implicada en la canalización de oxígeno a los cielos.

Si comprendemos el origen de la tectónica de placas, «podemos intentar concretar el calendario de eventos que fueron fundamentales para el desarrollo de la vida en este planeta», afirma Val Finlayson, geoquímica de la Universidad de Maryland que no participó en el estudio.

Para hacerlo, los científicos seguirán rastreando la Tierra en busca de más señales de movimientos antiguos. «La verdad es que ahora mismo estamos revisando el análisis de datos de otra unidad [de roca]», afirma Brenner.

Este artículo se publicó originalmente en inglés en nationalgeographic.com.