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Impactos de meteoritos gigantes podrían haber disparado la tectónica de placas de la Tierra primitiva

Impactos de meteoritos gigantes podrían haber disparado la tectónica de placas de la Tierra primitiva

La tectónica de placas ha desempeñado un papel vital en la evolución geológica de nuestro planeta. Además, muchos científicos creen que la actividad geológica de la Tierra puede haber jugado un papel importante en la evolución de la vida, e incluso podría ser esencial para la habitabilidad de un planeta. Por esta razón, los científicos siempre han tratado de determinar cómo y cuándo la superficie de la Tierra cambió de roca viscosa fundida a una corteza sólida que está resurgiendo constantemente.

A pesar de los mejores esfuerzos de los científicos de la Tierra, esta sigue siendo una de las mayores preguntas sin respuesta sobre nuestro planeta. Según un nuevo estudio realizado por un equipo de geólogos de Australia y EE. UU., Es posible que la transición haya sido provocada por objetos extraterrestres que impactan en la superficie de la Tierra. Estos resultados podrían tener implicaciones significativas para el estudio de planetas extrasolares y la búsqueda de vida más allá de la Tierra.

Esferulas en el cinturón de piedra verde de Barberton en el Kaapvaal craton, Sudáfrica. Crédito: Lowe et al., 2014.

Por el bien de su estudio, el equipo internacional consideró buscar más allá de la Tierra para posibles explicaciones de cómo comenzó la actividad tectónica. Como dijo Craig O'Neill, el director del Centro de Investigación Planetaria de la Universidad Macquarie en Sydney, Australia y el autor principal del artículo:

“Tendemos a pensar en la Tierra como un sistema aislado, donde solo importan los procesos internos. Sin embargo, cada vez más, estamos viendo el efecto de la dinámica del sistema solar en el comportamiento de la Tierra ".

Según la teoría más aceptada de la formación de planetas, la Tierra se formó hace aproximadamente 4.600 millones de años a partir de material acumulado de la Nebulosa Solar. Sobre la base de estudios de modelos y comparaciones con impactos lunares, los astrónomos y geólogos han teorizado que la Tierra experimentó una serie de impactos masivos durante cientos de millones de años después.

Se cree que el más notable de estos tuvo lugar unos 100 millones de años después y causó la formación del sistema Tierra-Luna (también conocido como la Hipótesis del Impacto Gigante). Aunque estos impactos disminuyeron con el tiempo, dejaron evidencia en forma de lechos esféricos, partículas redondas que se formaron a partir de la vaporización y condensación de rocas.

Hace aproximadamente 3.200 millones de años, durante la Era Arqueana, el planeta Tierra comenzó a experimentar actividad tectónica. Crédito: ocean.si.edu

En aras de su estudio, el equipo consideró las capas distintivas de los lechos esféricos que se han descubierto en el corredor de Pilbara en Australia y el corredor de Kaapvaal en Sudáfrica. Estas camas son el resultado de períodos de intenso bombardeo de objetos extraterrestres que tuvieron lugar hace aproximadamente 3.200 millones de años, durante la Época Arqueana (hace aproximadamente 4 a 2.500 millones de años).

Curiosamente, esto es casi al mismo tiempo que la primera placa de evidencia tectónica aparece en el registro geológico. O'Neill y sus colegas decidieron investigar esta coincidencia para ver si había una posible conexión. Como explicó O'Neill:

"Los estudios de modelado de la Tierra primitiva sugieren que los impactos muy grandes – más de 300 km de diámetro, podría generar una anomalía térmica significativa en el manto ".

Tales impactos, según O’Neill y su equipo, parecen haber alterado la flotabilidad del manto hasta el punto de que se producirían afloramientos que podrían impulsar directamente la tectónica de placas. Sin embargo, la escasa evidencia que data del Archaean sugiere que durante este período ocurrieron impactos en su mayoría más pequeños que miden menos de 100 km (62 millas) de diámetro.

Crestas en la antigua formación Dresser en el Pilbara Craton de Australia Occidental. Crédito: Kathleen Campbell

Para determinar si los impactos de este tamaño fueron grandes y lo suficientemente frecuentes como para haber iniciado una actividad tectónica global, O'Neill y su equipo adoptaron un enfoque doble. Por un lado, utilizaron las técnicas existentes para expandir el registro de impacto del Arqueo Medio (ca. 3.3 a 2.900 millones de años atrás). Luego, desarrollaron simulaciones numéricas para modelar los efectos térmicos que estos impactos tendrían en la litosfera de la Tierra.

Lo que descubrieron fue que durante el Arqueo Medio, los impactadores de 100 km de ancho habrían sido capaces de debilitar la corteza terrestre. No es sorprendente, ya que el impacto de Chixculub que causó la extinción Cretáceo-Paleógeno (y mató a los dinosaurios), midió 70 km (43.5 millas). Suponiendo que el exterior de la Tierra ya estaba preparado para la subducción, O’Neill y su equipo concluyeron que tal impacto habría sido suficiente:

Si la litosfera de la Tierra hubiera tenido un grosor uniforme en ese momento, según O'Neill, el impacto habría tenido poco efecto. Pero durante el Arqueo Medio, el enfriamiento había hecho que el manto de la Tierra se volviera más grueso en algunos puntos y más delgado en otros. Si se produjera un impacto en un lugar delgado, podría aumentar las diferencias de flotabilidad ya causadas por el proceso de engrosamiento y adelgazamiento y desencadenar la actividad tectónica. Dijo O'Neill:

“Nuestro trabajo muestra que existe un vínculo físico entre el historial de impacto y la respuesta tectónica en el momento en que se sugirió que la tectónica de placas había comenzado. Los procesos que son bastante marginales hoy en día, como el impacto o, en menor medida, el vulcanismo, impulsaron activamente los sistemas tectónicos en la Tierra primitiva. Al examinar las implicaciones de estos procesos, podemos comenzar a explorar cómo surgió la moderna Tierra habitable ”.

Mapa de la Tierra que muestra líneas de falla (azul) y zonas de actividad volcánica (rojo). Crédito: zmescience.com

Estos resultados podrían tener implicaciones de largo alcance para las ciencias de la Tierra y el estudio de planetas extrasolares. En la Tierra, muchos desarrollos significativos se han rastreado hasta el Arqueo Medio, incluido el surgimiento de organismos fotosintéticos y el primer gas de oxígeno en nuestra atmósfera. Por lo tanto, comprender los impactos antiguos y cómo afectaron la evolución terrestre puede ayudarnos a aprender más sobre los orígenes de la vida en la Tierra.

Del mismo modo, comprender cómo comenzó la actividad geológica en la Tierra podría ayudarnos a localizar planetas potencialmente habitables. Hasta ahora, se descubrió que la gran mayoría de los exoplanetas terrestres que se han descubierto son "planetas de tapa estancados", donde no se produce actividad de placas. Si la diferencia entre habitable e inhabitable es un impacto que puede desencadenar la actividad de la placa, ¡eso podría ayudar a reducir la búsqueda!

El estudio, titulado "El papel de los impactos en la tectónica de Archaean", apareció recientemente en la revista científica. Geología.

Lectura adicional: GSA, GeoScienceWorld

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