Minerales de más de 4.000 millones de años revelan pistas sobre la formación de entornos habitables en la Tierra

Un equipo de investigación internacional dirigido por la Universidad de Wisconsin-Madison en EEUU encontró que minerales antiguos conservan evidencia clave de una actividad tectónica de la Tierra primitiva.

El hallazgo, publicado en Nature, abre nuevas preguntas sobre el surgimiento de los primeros continentes y ambientes propicios para la vida, durante la era Eón Hádico, un periodo que abarca los primeros 500 millones de años del planeta.

El descubrimiento se basa en el análisis químico de diminutos cristales de circón extraídos de las célebres colinas Jack de Australia Occidental. Estos minerales, que superan los 4.000 millones de años de antigüedad, contienen una huella precisa de los procesos geológicos que moldearon la superficie y el interior del planeta en su etapa más temprana.

Según Nature, estos indicadores químicos sugieren que, a diferencia del modelo clásico de “tapa estancada”, la Tierra Hádica fue escenario de múltiples estilos tectónicos, algunos similares a la subducción que hoy caracteriza a la tectónica de placas.

El equipo científico, encabezado por John Valley, profesor emérito de geociencias, utilizó el sofisticado instrumento WiscSIMS para medir con alta precisión elementos traza y relaciones isotópicas en granos individuales de circón.

Esta tecnología permite analizar objetos con un grosor menor que el de un cabello humano, y posibilitó detectar elementos que antes no podían investigarse de forma fiable. Valley afirmó: “Son pequeñas cápsulas del tiempo y contienen una enorme cantidad de información”, una descripción recogida por Nature en sus reportes sobre el avance.

La investigación reveló que los circones de Jack Hills presentan características químicas asociadas a la formación de corteza continental y zonas de subducción, mientras que otros circones hallados en Barberton, Sudáfrica, muestran firmas correspondientes a magmatismo originado en el manto profundo, explicó el equipo. Esta diferencia indica que el planeta no tuvo una evolución uniforme, sino que albergó simultáneamente regiones con procesos tectónicos diversos.

Valley declaró a Nature: “Lo que encontramos en las colinas de Jack es que la mayoría de nuestros circones no parecen provenir del manto. Parecen corteza continental. Parecen haberse formado sobre una zona de subducción”.

El Eón Hádico, que comenzó hace unos 4.560 millones de años y finalizó hace unos 4.000 millones, fue una etapa de intensos cambios planetarios. La superficie de la Tierra aún se encontraba en formación, y los primeros océanos y continentes apenas surgían. La ausencia de rocas conservadas de ese periodo dificultó durante décadas la reconstrucción precisa de la historia temprana del planeta, pero los circones de Jack Hills brindan un registro directo y resistente a alteraciones posteriores.

Los científicos consideran que “los circones conservan su composición química original al formarse y son extremadamente resistentes a cambios posteriores, lo que los convierte en unos de los registros más fiables de los procesos primitivos de la Tierra, incluso miles de millones de años después”, según remarcó Valley.

De acuerdo con el trabajo, la proporción de elementos traza y los valores isotópicos en los circones JH demuestran la existencia de magmatismo vinculado a subducción y la presencia de grandes cantidades de corteza continental desde etapas muy tempranas.

El 70% de los cristales estudiados exhiben firmas químicas propias de entornos de arco continental. Estos datos refutan el modelo de una corteza primitiva inmóvil y sugieren que el reciclaje de la corteza, clave en el ciclo geológico actual, comenzó mucho antes de lo estimado.

Los resultados aportan evidencia de que la Tierra primitiva fue geológicamente diversa, con “diferentes estilos tectónicos operando simultáneamente en diferentes regiones”, en palabras de Valley. Esta complejidad podría transformar la forma en que los científicos conciben los primeros mil millones de años del planeta y tiene implicaciones directas sobre el surgimiento de ambientes estables y habitables. La formación de continentes y el reciclaje de la corteza influyen en la disponibilidad de hábitats capaces de sostener vida, un aspecto central en la investigación planetaria contemporánea.

La comparación entre los circones de Jack Hills y los de Barberton permitió identificar una coexistencia de ambientes tectónicos. Mientras los circones sudafricanos se vinculan a magmatismo de islas oceánicas y dorsales, con poca evidencia de subducción, los australianos muestran una alternancia entre magmatismo de subducción y períodos de relativa quietud.

Los investigadores concluyeron que los terrenos de Jack Hills y Barberton corresponden a dominios con historias tectónicas separadas durante el Hádico, lo que implica una diversidad más amplia de orígenes corticales tempranos de lo que se conocía previamente. La operación contemporánea de diferentes estilos tectónicos se suma a la evidencia de que la formación de la corteza terrestre fue un proceso heterogéneo y regionalizado, y no un fenómeno global y uniforme.

El trabajo de Valley y su equipo también permitió inferir aspectos sobre la habitabilidad de la superficie terrestre en el pasado remoto. “Proponemos que hubo alrededor de 800 millones de años de historia de la Tierra en los que la superficie era habitable, pero no tenemos evidencia fósil y no sabemos cuándo surgió la vida por primera vez en la Tierra”, destacó Valley.

Los datos reunidos por la Universidad de Wisconsin-Madison y sus colaboradores internacionales abren nuevas líneas de investigación sobre el origen de la vida y la evolución de los ambientes superficiales.

El trabajo de Valley se suma a una corriente de estudios que buscan reconstruir los primeros mil millones de años de la Tierra y comprender cómo los procesos tectónicos, la presencia de agua y la formación de continentes influyeron en la aparición de hábitats estables.