El manto terrestre aún contiene restos de los orígenes de la corteza terrestre

Basalto con clinopiroxenos frescos. Crédito: Jonas Tusch
Basalto con clinopiroxenos frescos. Crédito: Jonas Tusch

Debido a la activa tectónica de placas, no hay archivos directos de rocas que cubran los primeros ca. 500 millones de años de la historia de la Tierra. Por lo tanto, la comprensión de la geodinámica hadeana depende de las observaciones indirectas de la geoquímica.

Se ha supuesto que los vestigios de los primeros procesos geológicos en la Tierra sólo pueden encontrarse como análogos en otros planetas terrestres (Mercurio, Venus y Marte), asteroides o la Luna. Sin embargo, un nuevo estudio realizado por una colaboración internacional sugiere que las rocas magmáticas que entraron en erupción a lo largo de la historia de la Tierra todavía pueden llevar firmas que proporcionan información detallada sobre la naturaleza de la primera corteza.

La colaboración, que incluye a científicos de la Tierra de la Universidad de Colonia y de la Universidad Libre de Berlín, descubrió que algunos magmas de la Tierra se originan en porciones del manto que contienen restos de la primera corteza terrestre. Esos magmas se abrieron paso a través del manto terrestre profundo y entraron en erupción en la superficie de la Tierra.

Este material antiguo debió quedar enterrado en un "cementerio" de corteza vieja y fría hace unos 4.000 millones de años y ha perdurado desde entonces, posiblemente desde el impacto masivo que formó la Luna.

Para el estudio, los geólogos estudiaron rocas del sur de África de hasta 3.550 millones de años de antigüedad. Durante la investigación de estas rocas se descubrieron pequeñas anomalías en la composición isotópica del elemento tungsteno (W). El origen de estas anomalías isotópicas, concretamente la abundancia relativa del 182W, puede remontarse a procesos geológicos poco después de la formación de la Tierra, hace unos 4.500 millones de años.

Los cálculos del modelo muestran que los patrones isotópicos del 182W observados se explican mejor por el reciclaje de la corteza terrestre más temprana en material del manto que asciende a través de penachos desde el manto inferior para generar lavas que entran en erupción en la superficie de la Tierra.

Curiosamente, el estudio muestra que pueden observarse patrones isotópicos similares en distintos tipos de rocas volcánicas modernas. Esto demuestra que la corteza más antigua de la Tierra sigue enterrada en el manto inferior.

Basalto almohadillado de 3.480 millones de años. Las almohadillas se forman durante el vulcanismo submarino cuando el magma caliente entra en erupción bajo el agua. Estas estructuras todavía pueden observarse hoy en día, por ejemplo, en las dorsales oceánicas o en las islas volcánicas (por ejemplo, en Hawai, La Reunión o las Galápagos). Crédito: Elis Hoffmann
Basalto almohadillado de 3.480 millones de años. Las almohadillas se forman durante el vulcanismo submarino cuando el magma caliente entra en erupción bajo el agua. Estas estructuras todavía pueden observarse hoy en día, por ejemplo, en las dorsales oceánicas o en las islas volcánicas (por ejemplo, en Hawai, La Reunión o las Galápagos). Crédito: Elis Hoffmann


El Dr. Jonas Tusch, geoquímico del Instituto de Geología y Mineralogía de la Universidad de Colonia, declaró: "Suponemos que las capas inferiores de la corteza -o las raíces de los continentes primigenios- se hicieron más pesadas que su entorno debido a un proceso de maduración geológica y, por tanto, se hundieron en el manto subyacente de la Tierra. Como una lámpara de lava".

La Dra. Elis Hoffmann, de la Universidad Libre de Berlín, añadió: "Este fascinante conocimiento proporciona una huella geoquímica de la Tierra joven, lo que nos permite comprender mejor cómo se formaron los grandes continentes a lo largo de la historia de nuestro planeta. También explica cómo evolucionó nuestra actual atmósfera rica en oxígeno, preparando el terreno para el origen de la vida compleja".

La huella geoquímica de la Tierra primitiva también puede compararse con los resultados de otros planetas durante las misiones espaciales. Marte, por ejemplo, tiene una superficie relativamente antigua debido a la ausencia de placas tectónicas, y su composición puede ser similar a la de la joven Tierra, según las pruebas de las misiones a Marte y los exámenes de meteoritos marcianos.

Fuentes, créditos y referencias:

Jonas Tusch et al, Long-term preservation of Hadean protocrust in Earth's mantle, Proceedings of the National Academy of Sciences (2022). DOI: 10.1073/pnas.2120241119

Fuente: Universidad de Colonia

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