Estos pequeños cristales son ‘cápsulas de tiempo’ de la actividad tectónica de placas temprana de la Tierra.
Diminutos cristales de circón que datan de hace 3.800 millones de años contienen la evidencia geoquímica más temprana hasta ahora de actividad tectónica de placas aquí en la Tierra.
Los isótopos y elementos traza conservados en los cristales muestran que se formaron en condiciones de subducción, cuando el borde de una placa tectónica se desliza por debajo del borde de la placa adyacente, creando condiciones específicas. Esto proporciona nuevas restricciones sobre cuándo surgió la tectónica de placas en la Tierra.
Debido a que la tectónica de placas desempeñó un papel clave en la creación de las condiciones para la vida en la Tierra, cambiando la composición de los océanos y la atmósfera, comprender cuándo y cómo surgieron también es importante para comprender cómo llegamos allí y qué hace que un planeta sea habitable.
Comprender la geología de la Tierra primitiva es un desafío. La corteza de nuestro mundo ha sido bastante dinámica durante sus 4.600 millones de años de historia, y el único registro directo de la eón hadaean – hace entre 4.600 y 4.000 millones de años – se encuentra en cristales del mineral circón.
Estos cristales parecen sobrevivir a los estragos del tiempo, pero rara vez: solo 12 lugares en la Tierra han producido los granos antiguos, tres o menos en la mayoría de los lugares.
Sin embargo, recientemente, un equipo de geólogos descubrió un tesoro increíble. Une série chronologique de 33 cristaux de zircon microscopiques, datant d’il y a 4,15 à 3,3 milliards d’années, a été trouvée dans un ancien bloc de la croûte terrestre trouvé dans la ceinture de roches vertes de Barberton en Afrique del Sur.
La serie brindó una rara oportunidad de sondear las condiciones cambiantes de la Tierra primitiva, desde el Hadeano hasta el era eoarcheonque duró de 4 a 3.600 millones de años.
Los cristales minerales pueden actuar como una especie de cápsula del tiempo que contiene información sobre las condiciones en las que se formaron, y los cristales de circón en particular pueden ser extremadamente valiosos para este propósito científico. Isótopos metálicos hafnio y los elementos traza que se encuentran en el circón se pueden usar para hacer inferencias sobre las rocas a partir de las cuales cristalizaron.
Un equipo de científicos dirigido por la geóloga de la Universidad de Harvard, Nadja Drabon, ha estado estudiando los circones del cinturón de piedra verde para armar una línea de tiempo de las condiciones en las que se formaron. Descubrieron que hace alrededor de 3.800 millones de años, los cristales tenían firmas de hafnio y oligoelementos similares a las rocas modernas formadas en zonas de subducción, en los bordes de las placas tectónicas.
Esto sugiere que la tectónica de placas estaba activa cuando se formaron estos cristales, dijeron los investigadores.
«Cuando hablo de tectónica de placas, me refiero específicamente a un arco, cuando una placa pasa por debajo de otra y tienes todo este vulcanismo, piensa en Los Andespor ejemplo, y el anillo de Fuego«, Drabon dijo.
«A los 3.800 millones de años [ago] hay un cambio dramático en el que la corteza se desestabiliza, se forman nuevas rocas y estamos viendo firmas geoquímicas que se vuelven cada vez más similares a lo que vemos en la tectónica de placas moderna».
Curiosamente, los cristales de circón más antiguos que este límite de 3.800 millones de años no se formaron en una zona de subducción, sino que probablemente cristalizaron en una «protocorteza» hadeana que se formó a partir de material del manto refundido, antes de que el manto se agote de elementos basálticos de fusión por la tectónica. proceso.
Luego, el equipo comparó sus hallazgos con cristales de circón de aproximadamente la misma época en todo el mundo para asegurarse de que no solo estaban observando un fenómeno localizado. Estos otros circones mostraron transiciones similares.
Es difícil saber exactamente si todas las pequeñas motas apuntan al movimiento de nuestro mundo hacia la tectónica de placas, pero los resultados definitivamente sugieren que estaba ocurriendo un cambio global.
“Vemos evidencia de un cambio significativo en la Tierra hace alrededor de 3.800 a 3.600 millones de años y la evolución hacia la tectónica de placas es una clara posibilidad”. Drabon dijo.
«Los registros que tenemos para la Tierra más antigua son realmente limitados, pero ver una transición similar en tantos lugares diferentes realmente hace posible que se trate de un cambio global en los procesos de la corteza. Se estaba produciendo algún tipo de reorganización en la Tierra».
La investigación ha sido publicada en Adelantos AGU.
