Una nueva investigación que analiza trozos de las rocas más antiguas del planeta proporciona algunas de las pruebas más claras hasta el momento de que la corteza terrestre estaba empujando y tirando de una manera similar a la tectónica de placas moderna hace al menos 3,25 miles de millones de años. El estudio también proporciona la primera evidencia de cuándo los polos magnéticos norte y sur del planeta intercambiaron lugares.

Ambos resultados ofrecen pistas sobre cómo tales cambios geológicos pueden haber creado un entorno más propicio para el desarrollo de la vida en el planeta.

La obra, descrita en PNAS y dirigido por los geólogos de Harvard Alec Brenner y Roger Fu, se centró en parte del Pilbara Craton en Australia Occidental, una de las piezas más antiguas y estables de la corteza terrestre. Usando técnicas y equipos innovadores, los investigadores han demostrado que algunas de las primeras superficies de la Tierra se movieron a una velocidad de 6,1 centímetros por año y 0,55 grados cada millón de años.

Esta velocidad es más del doble de la velocidad a la que se ha demostrado que la corteza antigua se mueve en un estudio previo por los mismos investigadores. La velocidad y la dirección de esta deriva latitudinal dejan placas tectonicas como las explicaciones más lógicas y fuertes.

«Hay mucho trabajo que parece sugerir que al principio de la historia de la Tierra, la tectónica de placas no era en realidad la forma dominante en la que el calor interno del planeta se libera como lo es hoy por el desplazamiento de placas», dijo Brenner, Ph.D. . candidato en la Graduate School of Arts and Sciences y miembro del Harvard Paleomagnetics Lab. «Esta evidencia nos permite descartar con mucha más confianza explicaciones que no involucran la tectónica de placas».

Por ejemplo, los investigadores ahora pueden argumentar en contra de los llamados «fenómenos»verdadero viaje polary «tectónica de párpados estancados”, los cuales pueden hacer que la superficie de la Tierra se mueva, pero no son parte de la tectónica de placas de estilo moderno. Los resultados se inclinan más hacia el movimiento de las placas tectónicas porque la tasa de velocidad más alta recientemente descubierta es inconsistente con algunos aspectos de la tectónica de placas, los otros dos procesos.

En el documento, los científicos también describen lo que se cree que es la evidencia más antigua de cuando la Tierra invirtió sus campos geomagnéticos, es decir, las ubicaciones magnéticas invertidas de los polos norte y sur. Este tipo de flip-flop es común en la Tierra. historia geológica con el polo invirtiéndose 183 veces en los últimos 83 millones de años y posiblemente varios cientos de veces en los últimos 160 millones de años, según la nasa.

La inversión dice mucho sobre el campo magnético del planeta hace 3200 millones de años. La clave de estas implicaciones es que el campo magnético probablemente era lo suficientemente estable y fuerte como para evitar que los vientos solares erosionaran la atmósfera. Esta idea, combinada con los resultados de la tectónica de placas, ofrece pistas sobre las condiciones en las que se desarrollaron las primeras formas de vida.

«Él pinta esta imagen de un comienzo la tierra eso ya estaba geodinámicamente maduro», dijo Brenner. «Hubo muchos de los mismos tipos de procesos dinámicos que dieron como resultado una Tierra que esencialmente tiene condiciones ambientales y de superficie más estables, lo que hace que sea más posible para la evolución y el desarrollo de la vida.

Hoy en día, la capa exterior de la Tierra está formada por unos 15 bloques de corteza, o placas, que mantienen unidos los continentes y océanos del planeta. Durante eones, las placas se acercaron y separaron, formando nuevos continentes y montañas y exponiendo nuevas rocas a la atmósfera, lo que provocó reacciones químicas que estabilizaron la temperatura de la superficie de la Tierra durante eones, miles de millones de años.

Encontrar evidencia del comienzo de la tectónica de placas es difícil porque las piezas más antiguas de la corteza se hunden en el manto interior y nunca vuelven a salir a la superficie. Solo el 5% de todas las rocas de la Tierra tienen más de 2.500 millones de años y ninguna roca tiene más de 4.000 millones de años.

En general, el estudio se suma a la creciente investigación de que el movimiento tectónico ocurrió relativamente temprano en la historia de la Tierra de 4.500 millones de años y que las primeras formas de vida se produjeron en un entorno más moderado. Los miembros del proyecto volvieron a visitar el Pilbara Craton en 2018, que se extiende por unas 300 millas de diámetro. Perforaron la gruesa losa primordial de la corteza para recolectar muestras que, en Cambridge, fueron analizadas por su historia magnética.

Utilizando magnetómetros, equipos de desmagnetización y el microscopio de diamante cuántico, que captura imágenes de los campos magnéticos de una muestra e identifica con precisión la naturaleza de las partículas magnetizadas, los investigadores han creado un conjunto de nuevas técnicas para determinar la edad y cómo se magnetizaron las muestras. Esto permite a los investigadores determinar cómo, cuándo y en qué dirección se movió la corteza, así como la influencia magnética de los polos geomagnéticos de la Tierra.

El microscopio de diamante cuántico fue desarrollado a través de una colaboración entre investigadores de Harvard de los departamentos de Ciencias Planetarias y de la Tierra (EPS) y Física.

Para estudios futuros, Fu y Brenner planean mantenerse enfocados en el cratón de Pilbara mientras miran más allá a otras cortezas antiguas en todo el mundo. Esperan encontrar evidencia más antigua del movimiento de placas de tipo moderno y el cambio de los polos magnéticos de la Tierra.

«Finalmente, ser capaz de leer de manera confiable estas rocas muy antiguas abre muchas posibilidades para observar un período de tiempo a menudo más conocido por la teoría que por los datos duros», dijo Fu, profesor de Educación Física en la Facultad de Artes y Ciencias. «En última instancia, tenemos una buena posibilidad de reconstruir no solo cuándo comenzaron a moverse las placas tectónicas, sino también cómo sus movimientos, y por lo tanto los procesos internos profundos de la Tierra que los impulsan, cambiaron con el tiempo».