Parque Universitario, Pensilvania — El suelo bajo nuestros pies puede parecer sólido, estable y aparentemente eterno. Pero los continentes que llamamos hogar son únicos entre nuestros vecinos planetarios, y su composición ha sido durante mucho tiempo un misterio para los científicos. Ahora, los investigadores creen que pueden haber descubierto una pieza importante del rompecabezas: el papel de la erosión antigua en la formación de los «cratones» de la Tierra, las partes de la corteza de nuestro planeta más resistentes a la destrucción.

Los cratones son las almas antiguas de los continentes y constituyen casi la mitad de la corteza continental de la Tierra. Algunos datan de hace más de tres mil millones de años y prácticamente no han cambiado desde entonces. Forman los núcleos estables alrededor de los cuales ha crecido el resto de los continentes. Durante décadas, los geólogos se han preguntado por qué estas regiones son tan resistentes, incluso cuando las placas se mueven y chocan a su alrededor.

Resulta que la clave puede no estar en las profundidades de la Tierra, sino en su superficie. Un nuevo estudio de Penn State publicado en naturaleza Se sugiere que la erosión subaérea (el colapso de rocas expuestas al aire) puede haber desencadenado una serie de eventos que llevaron al asentamiento de cratones hace miles de millones de años, durante el Plioceno, hace entre 2,5 y 3 mil millones de años.

Para entender cómo sucedió esto, retrocedamos en el tiempo. En los tiempos modernos, la Tierra era un lugar completamente diferente. La atmósfera contenía poco oxígeno y la mayoría de los continentes estaban sumergidos bajo un océano global. Pero gradualmente, la tierra comenzó a flotar sobre las olas, un proceso llamado emergencia continental.

A medida que más rocas quedaron expuestas al aire, las tasas de erosión aumentaron dramáticamente. Cuando las rocas se erosionan, liberan los minerales que los constituyen, incluidos elementos radiactivos como el uranio, el torio y el potasio. Estos elementos productores de calor, o HPE, son esenciales porque su descomposición genera calor dentro de la Tierra durante miles de millones de años.

Los investigadores sugieren que cuando los HPE fueron liberados por la erosión, fueron arrastrados hacia los sedimentos que se acumularon en los océanos. Con el tiempo, los procesos tectónicos de placas habrían arrastrado estos sedimentos a lo más profundo de la corteza, donde los HPE concentrados podrían hacer sentir su presencia.

Los sedimentos estaban enterrados profundamente y calentados desde dentro, y comenzaban a derretirse. Esto habría llevado a lo que los geólogos llaman “diferenciación de la corteza terrestre”: la separación de la corteza continental en una capa superior más ligera y rica en HPE y una capa inferior más densa y pobre en HPE. Los investigadores dicen que estas capas son las que dieron a los cratones su excepcional estabilidad.

La corteza superior, enriquecida con HPE, actúa esencialmente como una manta térmica, manteniendo la corteza inferior y el manto inferiores frescos y relativamente fuertes. Esto evitó el tipo de deformación y reciclaje a gran escala que afectaba a las zonas más jóvenes de los continentes.

Curiosamente, el momento de la instalación de cratones en todo el mundo respalda esta idea. Los investigadores señalan que en muchos cratones, la aparición de rocas sedimentarias enriquecidas con HPE precede a la formación de distintos granitos cenozoicos, tipos de rocas que pueden haberse formado a partir de la disolución de sedimentos ricos en HPE.

Además, las rocas metamórficas (rocas transformadas por el calor y la presión en las profundidades de la corteza terrestre) también registran una historia que se ajusta al modelo. Muchos cratones contienen pisos granolíticos, áreas de corteza profunda que suben a la superficie y se formaron en el Plioceno. Estos granos suelen tener composiciones que indican que se formaron a partir de la disolución de rocas sedimentarias.

Así pues, la secuencia de acontecimientos (el ascenso de los continentes, el aumento de la erosión, el enterramiento de sedimentos ricos en HPE, el derretimiento de la corteza profunda y, finalmente, la estabilización del cratón) parecen ser todos paralelos.

Lo sorprendente es que este proceso pudo haber sido una consecuencia inevitable del ascenso de grandes continentes sobre el nivel del mar. La aparición de la Tierra puso en marcha una serie de procesos que culminaron con el nacimiento de los cratones.

Esto también ayuda a explicar por qué la estabilidad de los cratones alcanzó su punto máximo en los tiempos modernos. Fue durante este tiempo que aparecieron por primera vez sedimentos enriquecidos con HPE en cantidades significativas, coincidiendo con un período en el que la producción de calor radiante de la Tierra era aproximadamente el doble de lo que es hoy debido a la descomposición natural del HPE a lo largo del tiempo.

Las implicaciones de este trabajo van más allá de la simple comprensión del pasado antiguo. Los cratones son más que simples anomalías geológicas: son hábitats importantes para la vida y albergan valiosos depósitos minerales, incluidos oro, diamantes y minerales importantes. Saber cómo se forman puede informar nuestra búsqueda de estos recursos.

Si bien caminamos sobre tierra firme, resulta humillante pensar que los cimientos de nuestros continentes deben su existencia al trabajo lento y paciente de la meteorización y la erosión hace miles de millones de años. La próxima vez que recoja una roca, piense en el viaje épico que sus componentes pudieron haber realizado (de la montaña al mar, a la corteza profunda y viceversa) hasta culminar en el mundo que conocemos hoy.

El editor en jefe de StudyFinds, Steve Fink, contribuyó a este informe.