La tectónica de placas no es necesaria para el surgimiento de la vida, argumenta un estudio
Por Lindsey Valich, Universidad de Rochester.
14 de junio de 2023.
La tectónica de placas involucra el movimiento horizontal y la interacción de grandes placas en la superficie de la Tierra. Una nueva investigación indica que la tectónica de placas móviles, que se pensaba que era necesaria para la creación de un planeta habitable, no estaba ocurriendo en la Tierra hace 3.900 millones de años. Crédito: Ilustración de la Universidad de Rochester / Michael Osadciw.
Los científicos han realizado un viaje en el tiempo para descifrar los misterios de la historia temprana de la Tierra, utilizando diminutos cristales minerales llamados circones para estudiar la tectónica de placas hace miles de millones de años. La investigación arroja luz sobre las condiciones que existían en la Tierra primitiva, revelando una interacción compleja entre la corteza terrestre, el núcleo y el surgimiento de la vida.
La tectónica de placas permite que el calor del interior de la Tierra escape a la superficie, formando continentes y otras características geológicas necesarias para que surja la vida. En consecuencia, "ha existido la suposición de que la tectónica de placas es necesaria para la vida", dice John Tarduno, profesor en el Departamento de Ciencias Ambientales y de la Tierra en la Universidad de Rochester. Pero una nueva investigación arroja dudas sobre esa suposición.
Tarduno, profesor de geofísica William R. Kenan, Jr., es el autor principal de un artículo publicado en Nature que examina la tectónica de placas de hace 3.900 millones de años, cuando los científicos creen que aparecieron los primeros rastros de vida en la Tierra.
Los investigadores encontraron que la tectónica de placas móviles no estaba ocurriendo durante este tiempo. En cambio, descubrieron que la Tierra estaba liberando calor a través de lo que se conoce como un régimen de tapa estancada. Los resultados indican que, aunque la tectónica de placas es un factor clave para sustentar la vida en la Tierra, no es un requisito para que la vida se origine en un planeta similar a la Tierra.
"Descubrimos que no había tectónica de placas cuando se pensó por primera vez que se originó la vida, y que no hubo tectónica de placas durante cientos de millones de años después", dice Tarduno. "Nuestros datos sugieren que cuando buscamos exoplanetas que albergan vida, los planetas no necesariamente necesitan tener placas tectónicas".
Un desvío inesperado de un estudio de circonitas.
Los investigadores no se propusieron originalmente estudiar la tectónica de placas.
"Estábamos estudiando la magnetización de los circones porque estábamos estudiando el campo magnético de la Tierra", dice Tarduno.
Los circones son cristales diminutos que contienen partículas magnéticas que pueden bloquear la magnetización de la Tierra en el momento en que se formaron los circones. Al datar los circones, los investigadores pueden construir una línea de tiempo que siga el desarrollo del campo magnético de la Tierra.
La fuerza y la dirección del campo magnético de la Tierra cambian según la latitud. Por ejemplo, el campo magnético actual es más fuerte en los polos y más débil en el ecuador. Armados con información sobre las propiedades magnéticas de los circones, los científicos pueden inferir las latitudes relativas en las que se formaron los circones. Es decir, si la eficiencia de la geodinamo, el proceso que genera el campo magnético, es constante y la intensidad del campo cambia durante un período, la latitud en la que se formaron los circones también debe cambiar.
Pero Tarduno y su equipo descubrieron lo contrario: los circones que estudiaron en Sudáfrica indicaron que durante el período de hace unos 3.900 a 3.400 millones de años, la fuerza del campo magnético no cambió, lo que significa que las latitudes tampoco cambiaron.
Debido a que la tectónica de placas incluye cambios en las latitudes de varias masas terrestres, dice Tarduno, "es probable que los movimientos de las placas tectónicas no ocurrieran durante este tiempo y debe haber otra forma en que la Tierra estaba eliminando el calor".
Reforzando aún más sus hallazgos, los investigadores encontraron los mismos patrones en los circones que estudiaron en Australia Occidental.
"No estamos diciendo que los circones se formaron en el mismo continente, pero parece que se formaron en la misma latitud invariable, lo que refuerza nuestro argumento de que no hubo movimiento de placas tectónicas en ese momento", dice Tarduno.
Tectónica de tapa estancada: una alternativa a la tectónica de placas.
La Tierra es un motor térmico y la tectónica de placas es, en última instancia, la liberación de calor de la Tierra. Pero la tectónica de tapa estancada, que da como resultado grietas en la superficie de la Tierra, es otro medio que permite que el calor escape del interior del planeta para formar continentes y otras características geológicas.
La tectónica de placas involucra el movimiento horizontal y la interacción de grandes placas en la superficie de la Tierra. Tarduno y sus colegas informan que, en promedio, las placas de los últimos 600 millones de años se han movido al menos 8.500 kilómetros de latitud. Por el contrario, la tectónica de la tapa estancada describe cómo la capa más externa de la Tierra se comporta como una tapa estancada, sin un movimiento de placa horizontal activo.
En cambio, la capa exterior permanece en su lugar mientras el interior del planeta se enfría. Grandes penachos de material fundido que se originan en el interior profundo de la Tierra pueden hacer que la capa exterior se agriete. La tectónica de tapa estancada no es tan efectiva como la tectónica de placas para liberar calor del manto de la Tierra, pero aún puede conducir a la formación de continentes.
"La Tierra primitiva no era un planeta donde todo estaba muerto en la superficie", dice Tarduno. "Las cosas todavía estaban sucediendo en la superficie de la Tierra; nuestra investigación indica que simplemente no estaban sucediendo a través de la tectónica de placas. Teníamos al menos suficientes ciclos geoquímicos proporcionados por los procesos de tapa estancada para producir condiciones adecuadas para el origen de la vida".
Mantener un planeta habitable.
Si bien la Tierra es el único planeta conocido que experimenta tectónica de placas, otros planetas, como Venus, experimentan tectónica de tapa estancada, dice Tarduno.
"La gente ha tendido a pensar que la tectónica de la tapa estancada no construiría un planeta habitable debido a lo que está sucediendo en Venus", dice. "Venus no es un lugar muy agradable para vivir: tiene una atmósfera aplastante de dióxido de carbono y nubes de ácido sulfúrico. Esto se debe a que el calor no se elimina de manera efectiva de la superficie del planeta".
Sin la tectónica de placas, la Tierra podría haber tenido un destino similar. Si bien los investigadores insinúan que la tectónica de placas puede haber comenzado en la Tierra poco después de 3.400 millones de años, la comunidad geológica está dividida en una fecha específica.
"Creemos que la tectónica de placas, a largo plazo, es importante para eliminar el calor, generar el campo magnético y mantener las cosas habitables en nuestro planeta", dice Tarduno. "Pero, al principio, y mil millones de años después, nuestros datos indican que no necesitábamos placas tectónicas".
Fuente:
https://phys.org/news/2023-06-plate-tectonics-required-emergence-life.html