Una formación rocosa única en China contiene pistas de que las placas tectónicas se subdujeron, o pasaron por debajo de otras placas, durante el eón Arcaico (hace 4000 millones a 2500 millones de años), tal como lo hacen hoy en día, encuentra un nuevo estudio. Esta roca de 2.500 millones de años, conocida como eclogita, es rara y se forma cuando la corteza oceánica se empuja profundamente en el manto (la capa entre la corteza y el núcleo) a temperaturas relativamente bajas. Este tipo de roca de alta presión y baja temperatura está “en gran parte confinada a las zonas de subducción en la Tierra actual”, dijeron a Live Science los investigadores co-líderes del estudio Timothy Kusky y Lu Wang, científicos de la Tierra de la Universidad de Geociencias de China, en un correo electrónico.
El estudio revela las eclogitas más antiguas conocidas de un antiguo cinturón montañoso que se encuentra en la corteza oceánica de la Tierra, dijeron los investigadores. Las siguientes rocas más antiguas de este tipo, rocas de 2.100 millones de años en la República Democrática del Congo, son unos 400 millones de años más jóvenes, dijeron los investigadores.
Si bien esta no es la evidencia más antigua de la tectónica de placas registrada, un estudio de 2021, por ejemplo, fechó la tectónica de placas hace unos 3.600 millones de años, el nuevo hallazgo es un punto de datos valioso que muestra que las placas tectónicas se subdujeron una debajo de la otra en la Tierra. primeros días, al menos geológicamente hablando. Las placas tectónicas, las losas en movimiento que forman la corteza exterior de la Tierra, son responsables del ciclo de materiales y elementos desde las profundidades de la Tierra hasta sus océanos, superficies y atmósfera. Durante décadas, el equipo de investigación ha trabajado para comprender la historia temprana y la evolución de la Tierra, “desde el momento en que se formó y se enfrió a partir de una bola de magma fundida en el espacio” hasta que se solidificó, formando una corteza exterior rígida que evolucionó a la tectónica de placas. que tenemos hoy, dijeron Kusky y Wang.
Las placas tectónicas son cruciales para calentar el planeta. Debido al movimiento de las placas tectónicas, “se pierde calor del interior, como si el pan flotara y se moviera sobre una olla de estofado hirviendo debajo”, dijeron. “Si la transición a una Tierra de placas tectónicas ocurrió temprano, o si el planeta evolucionó a través de diferentes etapas dominadas por diferentes mecanismos de pérdida de calor, es una de las preguntas más sin resolver y debatidas en las ciencias de la Tierra en la actualidad”.
Es por eso que, durante los últimos 20 años, el equipo de investigación ha cartografiado rocas eónicas arcaicas que se extienden unos 1600 kilómetros en el norte de China: “un antiguo cinturón montañoso, llamado orógeno, que registra el lugar donde chocaron dos placas tectónicas hace unos 2500 millones de años”, dijeron Kusky y Wang.
Muchas características en estas rocas indican que este antiguo cinturón montañoso se formó cuando las placas tectónicas interactuaron entre sí. Por ejemplo, los fragmentos de la corteza oceánica llamados ofiolitas quedan atrapados en la antigua zona de colisión, al igual que las mezclas de rocas altamente deformadas llamadas mélanges (en francés, “mezclas”) que marcan los puntos donde las placas chocaron, dijeron los investigadores. El equipo también encontró grandes estructuras plegadas, llamadas nappes, que la tectónica de placas empujó desde cientos a miles de kilómetros de distancia.
Alta presión, baja temperatura
El descubrimiento de las eclogitas dentro de la mezcla revela que una losa tectónica de corteza oceánica se subdujo debajo de otra placa, metamorfoseándose, es decir, alterando su composición, textura o estructura interna por el calor y la presión, a medida que se zambullía profundamente en el manto.
Es raro encontrar eclogitas del eón Arcaico, lo que “condujo a la afirmación de que la tectónica de placas moderna no operó en el Arcaico”, dijeron Kusky y Wang. “Por lo tanto, encontrar la eclogita, un indicador clave de la subducción profunda y fría, es muy significativo”.
Un análisis de laboratorio de las eclogitas del sitio reveló que se formaron en una dorsal oceánica en expansión hace unos 2.500 millones de años, fueron transportadas a través del fondo del océano y luego fueron empujadas hacia el manto a través de la subducción. Las microestructuras en los minerales granate y clinopiroxeno indican que alcanzaron temperaturas entre 1.458 y 792 y 890°C y altas presiones entre 287.000 y 355.000 libras por pulgada cuadrada (19,8 y 24,5 kilobares).
Estas cifras sugieren que las eclogitas se subdujeron al menos a 65 km de profundidad, informaron los investigadores. Dicho de otra manera, estos hallazgos son similares a los datos de los minerales encontrados en las zonas de subducción modernas, dijeron Kusky y Wang.
Eventualmente, la presión de las dos placas tectónicas en colisión exprimió las rocas densas hacia la superficie, “como una semilla de sandía entre tus dedos mojados”, dijeron Kusky y Wang.
“Creo que es un estudio muy interesante”, dijo a Live Science Nicolas Greber, profesor de geoquímica en el Museo de Historia Natural de Ginebra y el Instituto de Ciencias Geológicas de la Universidad de Berna, que no participó en la investigación. “Estas eclogitas son importantes porque no solo muestran que existían zonas de subducción en ese momento, sino que en realidad estas zonas de subducción podían ser bastante empinadas”.
Aun así, los hallazgos no son demasiado sorprendentes ni tan nuevos, dijo Roberta Rudnick, profesora de ciencias de la Tierra en la Universidad de California, Santa Bárbara, que no participó en el estudio. “En mi opinión, no es particularmente novedoso”, ya que otros investigadores ya informaron sobre eclogitas antiguas y minerales de eclogitas atrapados dentro de diamantes que surgieron a través de tuberías volcánicas que “han sido muy bien estudiados durante décadas”, dijo a Live Science.
Rudnick agregó que “Todo el tema de cuándo comienza la tectónica de placas es definitivamente una pregunta sin resolver. Pero creo que la mayoría de la comunidad no tendría ningún problema con que la tectónica de placas estuviera en funcionamiento hace 2.500 millones de años”.
El estudio fue publicado en línea el 4 de abril en la revista Proceedings of the National Academy of Sciences.
Fuente: Live Science.
