Os primeiros continentes da Terra xurdiron nun inferno de lume e auga facendo o planeta habitable centos de millóns de anos antes do que indican os rexistros fósiles

A ilustración mostra como se cre que era a Terra primitiva, coa súa superficie bombardeada por grandes impactos que facían xurdir o magma do interior. Ao mesmo tempo, outras partes do planeta xa eran capaces de reter auga / Simone Marchi/SwRI 

Un exhaustivo exame dos minerais máis antigos do planeta, uns grans microscópicos de circón máis resistentes que o diamante, proporcionou a evidencia química máis sólida ata a data de que os procesos de formación de continentes e reciclaxe da codia terrestre estaban xa operativos durante o primeiro eón da Terra.

Os resultados, publicados na revista Nature, opóñense frontalmente aos modelos xeodinámicos dominantes que durante décadas pintaron o Hádico, o período comprendido entre a formación do planeta hai 4.570 millóns de anos e os 4.000 millóns, como unha era de quietude tectónica, un planeta cuberto por unha capa ríxida e inmutable e carente por completo de masas continentais significativas.

A investigación, liderada por geocientíficos da Universidade de Wisconsin-Madison, céntrase nuunha manchea de circóns achados nos outeiros de Jack Hills, na remota Australia Occidental. Estes cristais, dun tamaño similar a un gran de area e con idades que superan os 4.000 millóns de anos, constitúen o único rexistro mineralógico directo que sobreviviu do primeiro inferno terrestre. Son cápsulas do tempo incriblemente duradeiras que encapsulan, na súa estrutura atómica e a súa composición química, as condicións imperantes no momento da súa cristalización a partir de magmas hoxe desaparecidos.

Científicos da Universidade de Wisconsin-Madison analizaron cristais antigos de circón atopados en Jack Hills, en Australia Occidental, que se mostran na imaxe, e descubriron probas da formación da codia continental e a reciclaxe da mesma durante o eón Hádico, hai máis de 4000 millóns de anos. Os novos achados cuestionan as teorías tradicionais sobre como foron os primeiros 500 millóns de anos da Terra / John Valley

A clave do descubrimento reside na aplicación de técnicas analíticas de vangarda desenvolvidas especificamente para este estudo. O equipo utilizou o espectrómetro de ións secundarios WiscSIMS, un instrumento de precisión nanométrica instalado no campus de Madison, capaz de medir a abundancia de elementos traza en obxectos microscópicos cun diámetro unha décima parte do dun cabelo humano.

Mediante novos procedementos, os investigadores lograron cuantificar concentracións de elementos como o hafnio, o osíxeno e os isótopos de litio en grans individuais de circón, uns marcadores xeoquímicos que actúan como impresións dixitais inequívocas do ambiente magmático no que se formou cada cristal. 

O que atopamos nos circones de Jack Hills é que a maioría non exhiben unha firma química compatible cunha orixe directa no manto terrestre primitivo, explica John Valley, profesor emérito de geociencia en UW-Madison e autor principal do estudo. A súa química é, en cambio, característica dunha codia continental evolucionada. Parecen formarse nun contexto xeodinámico asociado a unha zona de subducción. A subducción, o proceso polo cal unha placa da codia terrestre afúndese baixo outra, é o motor principal da reciclaxe de material cortical e da xeración de magmas graníticos na Terra moderna.

A novidade radical do traballo xorde ao contrastar estes datos cos obtidos previamente de circóns hádicos procedentes doutra localidade crave: o cratón de Kaapvaal, en Sudáfrica. Eses circóns africanos mostran, efectivamente, a firma xeoquímica primitiva que se esperaría nunha contorna onde o magmatismo proviría esencialmente de plumas do manto sen interacción significativa cunha codia reciclada. Valley salienta a validez de ambos os conxuntos de datos. Creo que os datos de Sudáfrica son correctos, e os nosos datos son correctos. Iso significa que a Terra hadeana non estaba cuberta por unha capa uniforme. Existía unha diversidade de réximes tectónicos operando simultaneamente en distintas rexións do planeta.

Este escenario de complexidade temperá obriga a reformular os modelos. A subducción que puido xerar os circóns de Jack Hills non sería idéntica á tectónica de placas vixente hoxe, coas súas extensas fronteiras entre placas ríxidas. Valley postula un mecanismo máis localizado, posiblemente impulsado por plumas mantélicas que, ao ascender e fundirse parcialmente, creaban protocontinentes e xeraban circulacións convectivas na base dunha codia incipiente, o suficientemente vigorosas como para arrastrar material da superficie cara ao interior. Iso é subducción, afirma Valley con contundencia. Non é tectónica de placas no sentido moderno, pero implica o afundimento de rochas superficiais no manto. É unha reciclaxe cortical.

As implicacións deste proceso son profundas. Para que exista subducción, debe haber material superficial que afundir. A química dos circóns indica que ese material era codia continental húmida. A auga é un compoñente crucial; ao ser arrastrada cara a profundidades maiores nun proceso de subducción, provoca a deshidratación das rochas, o que á súa vez reduce o punto de fusión das rochas do manto circundante e xera magmas de composición granítica. Se tes material na superficie, a superficie tiña auga líquida no Hádico, razoa Valley. E cando levas ese material cara abaixo, está húmido e se deshidrata. A auga causa fusión e iso forma granitos.

Os granitos e as súas rocas asociadas son os constituíntes fundamentais dos continentes modernos. A súa menor densidade en comparación coas rochas basálticas dos fondos oceánicos confírelles flotabilidade, permitindo que emerxesen como masas de terra estables sobre o nivel do mar. Esta é evidencia dos primeiros continentes e as primeiras cordilleiras, sentenza Valley. A aparición de terra firme, seca e estable é un fito planetario de primeira orde, con consecuencias que transcenden a xeoloxía pura e penétranse no ámbito da habitabilidade e a orixe da vida.

O estudo non determina cando xurdiu a vida, pero redefine radicalmente o marco ambiental no que puido suceder. Os fósiles microscópicos máis antigos aceptados teñen aproximadamente 3.500 millóns de anos. Os circóns de Jack Hills, cos seus 4.000 millóns de anos ou máis, indican que as condicións de superficie necesarias para a vida (unha contorna continental estable, a presenza de auga líquida e unha complexa interacción entre a codia e o manto) estaban presentes centos de millóns de anos antes do que indican os rexistros fósiles.

Propoñemos que houbo uns 800 millóns de anos de historia terrestre nos que a superficie foi habitable, pero non temos evidencia fósil e non sabemos cando emerxeu a vida por primeira vez na Terra, recoñece Valley.

FONTE: labrujulaverde.com