Las rocas más antiguas de la Tierra aportan nuevas e importantes pistas sobre la historia primitiva de nuestro planeta

Por lo que la humanidad ha podido descubrir desde los albores de su existencia, la Tierra es actualmente el único planeta conocido que alberga vida, gracias en gran parte al funcionamiento de la tectónica de placas, que provoca la circulación de elementos biogeoquímicos críticos y contribuye al mantenimiento de un termostato planetario.

Gracias a la modelización geodinámica numérica utilizada en estudios anteriores, los científicos han respaldado la tesis de que la subducción y el reciclaje llevan funcionando aproximadamente 4.300 millones de años. Como la propia Tierra tiene 4.500 millones de años, esta afirmación blinda la existencia de la tectónica de placas casi desde "el primer día".

El estudio que presenta esta nueva evidencia, publicado en Science Advances el 30 de junio, fue preparado por investigadores dirigidos por el profesor LI Xianhua, Instituto de Geología y Geofísica, Academia China de Ciencias (IGGCAS), en colaboración con colegas de Australia , Canadá y China.

"Nuestras muestras más antiguas no muestran signos de reciclaje de material superficial hace 4.000 millones de años", afirmó en un comunicado el profesor LI, coautor del estudio. "Y las pruebas más antiguas que hemos encontrado de reciclaje superficial en magmas tienen sólo 3.800 millones de años".

¿Por qué es tan difícil identificar isótopos de silicio en rocas antiguas?

Para poder detectar marcadores de reciclaje de material superficial en el magma, los científicos analizan los isótopos de silicio (Si) y oxígeno (O) en las rocas graníticas.

Cuando la Tierra estaba en su estado más primigenio, el agua de mar estaba saturada de Si y contenía abundantes dosis de Si pesado debido, en gran medida, a la ausencia de formas de vida que lo consumieran. Así pues, si parte del material de Si pesado del fondo marino se recicló de nuevo en las cámaras magmáticas por subducción, entonces se detectarían isótopos de Si pesado en muestras de rocas graníticas.

Sin embargo, como señala ZHANG Qing, científico del IGGCAS y autor principal del estudio, hubo algunos obstáculos para identificar la composición isotópica del Si primario en las rocas graníticas.

El circón, el mineral más abundante en las rocas graníticas fechables, es también convenientemente resistente a la meteorización y a la posterior alteración. Así pues, la aplicación de técnicas analíticas de altísima precisión al circón puede proporcionar las restricciones más fiables sobre si la composición isotópica de Si detectada representa una señal primaria. La ausencia de una señal de Si pesado en rocas de hace 4.000 millones de años significa que las muestras más antiguas no necesitaron subducción.

Las limitaciones geográficas de las muestras geológicas de estos datos y su comprensión de la geodinámica de la Tierra

Dado que las rocas más antiguas proceden de una única localidad, "(...) la ausencia de subducción en una pequeña zona no significa que no hubiera subducción de placas en el planeta hace 4.000 millones de años", afirmó el coautor Allen Nutman, de la Universidad de Wollongong (Australia).

A pesar de ello, tras un cuidadoso filtrado, los datos revelaron un cambio evidente hace 3.800 millones de años tanto en los isótopos de Si como en los de O. Teniendo esto en cuenta, y basándose en los datos actuales, los científicos que llevaron a cabo esta investigación concluyen que un posible cambio en la geodinámica de la Tierra, como el inicio de la subducción de placas, se produjo hace 3.800 millones de años y no hace 4,3 años como se pensaba anteriormente.

Aparte del increíble hecho de que las rocas terrestres más antiguas están bien conservadas, también "(...) descubrimos que (...) cuentan una historia de maduración tectónica", como señala el coautor Ross Mitchell, del IGGCAS.