El estudio ofrece evidencia nueva y más clara de la tectónica de placas temprana, la inversión del polo geomagnético

Una nueva investigación que analiza piezas de las rocas más antiguas del planeta se suma a la evidencia más clara hasta el momento de que la corteza terrestre estaba empujando y tirando como la tectónica de placas moderna hace al menos 3.250 millones de años. La investigación también proporciona la evidencia más temprana de cuándo cambiaron los polos magnéticos norte y sur del planeta.

Ambos resultados sugieren cómo tales cambios geológicos podrían conducir a un entorno más favorable para la vida en el planeta.

El trabajo se describe PAN: Dirigido por los geólogos de Harvard Alec Brenner y Roger Fu, se centró en una sección del cratón de Pilbara en Australia Occidental, una de las partes más antiguas y estables de la corteza terrestre. Usando nuevas técnicas y equipos, los investigadores muestran que algunas de las primeras superficies de la Tierra se movieron 6,1 centímetros por año y 0,55 grados cada millón de años.

Esa velocidad es más del doble de la velocidad a la que se ha demostrado que se mueve la corteza antigua. estudio previo por los mismos investigadores. Tanto la velocidad como la dirección de esta deriva latitudinal divergen placas tectónicas como sus explicaciones más lógicas y fuertes.

«Hay mucho trabajo que parece sugerir que al principio de la historia de la Tierra, la tectónica de placas no era realmente la forma dominante en que el calor interno del planeta se liberaba como lo es hoy, a través del movimiento de las placas», dijo Brenner, Ph.D. . . candidato en la Escuela de Graduados en Artes y Ciencias y miembro del Laboratorio Paleomagnético de Harvard. «Esta evidencia nos permite descartar con mucha más confianza explicaciones que no involucran la tectónica de placas».

Por ejemplo, los investigadores ahora pueden argumentar en contra de los fenómenos llamados «un verdadero viaje polar» y «tectónica de tapa estancada», las cuales pueden causar el movimiento de la superficie de la Tierra, pero no forman parte de la tectónica de placas de estilo moderno. Los resultados apuntan más hacia el movimiento de las placas tectónicas, ya que la alta velocidad recientemente detectada es inconsistente con los aspectos. los otros dos procesos.

En el documento, los científicos también describen lo que se cree que es la evidencia más antigua de cuando la Tierra invirtió sus campos geomagnéticos, lo que significa que los polos magnéticos norte y sur se invirtieron. Este tipo de flip-flop es común en la Tierra. historia geológica el polo se ha invertido 183 veces en los últimos 83 millones de años y varios cientos de veces en los últimos 160 millones de años; según la nasa.

La inversión nos dice mucho sobre el campo magnético del planeta hace 3200 millones de años. La principal de estas consecuencias es que el campo magnetico probablemente era lo suficientemente estable y fuerte como para evitar que los vientos solares erosionaran la atmósfera. Esta idea, combinada con los hallazgos de la tectónica de placas, sugiere las condiciones bajo las cuales evolucionaron las primeras formas de vida.

“Pinta esta imagen de un período temprano país ya estaba geodinámicamente maduro”, dice Brenner. «Tenía los mismos tipos de procesos dinámicos que conducen a una Tierra con condiciones ambientales y de superficie sustancialmente más estables, lo que hace más posible que la vida se desarrolle y prospere».

Hoy en día, la capa exterior de la Tierra consta de unos 15 bloques móviles de corteza, o placas, que sostienen los continentes y océanos del planeta. A lo largo de los siglos, las placas se separaron y se separaron, formando nuevos continentes y montañas y exponiendo nuevas rocas a la atmósfera, lo que provocó reacciones químicas que estabilizaron la temperatura de la superficie de la Tierra durante miles de millones de años.

La evidencia de cuándo comenzó la tectónica de placas es difícil de encontrar porque las piezas más antiguas de la corteza se atascan en la corteza interna y nunca vuelven a salir a la superficie. Solo el 5 por ciento de todas las rocas de la Tierra tienen más de 2.500 millones de años, y ninguna roca tiene más de 4.000 millones de años.

En general, el estudio se suma a la creciente investigación de que el movimiento tectónico ocurrió relativamente temprano en los 4.500 millones de años de historia de la Tierra y que las primeras formas de vida surgieron en ambientes más templados. Los miembros del proyecto volvieron a visitar Pilbara Craton, que se extiende casi 300 millas de ancho, en 2018. Perforaron la losa antigua y gruesa para recolectar muestras, que fueron analizadas para determinar su historial magnético en Cambridge.

Utilizando magnetómetros, equipos de desmagnetización y un microscopio de diamante cuántico que captura imágenes de los campos magnéticos de una muestra e identifica claramente la naturaleza de las partículas magnetizadas, los investigadores han creado un nuevo conjunto de técnicas para determinar la edad y el modo de magnetización de las muestras. Esto permite a los investigadores determinar cómo, cuándo y en qué dirección ha cambiado la corteza, así como la influencia magnética de los polos geomagnéticos de la Tierra.

El microscopio de diamante cuántico fue desarrollado en colaboración con investigadores de Harvard en los Departamentos de Ciencias Planetarias y de la Tierra (EPS) y Física.

Para estudios futuros, Fu y Brenner planean centrarse en el cratón de Pilbara mientras observan otras cortezas antiguas en todo el mundo. Esperan encontrar evidencia más antigua del movimiento de las placas de hoy en día y cuando los polos magnéticos de la Tierra se invirtieron.

«Finalmente, la capacidad de leer de manera confiable estas rocas antiguas abre tantas oportunidades para observar un período de tiempo que a menudo se conoce más a través de la teoría que de los datos duros», dice Fu, profesor de EPS en la Facultad de Artes y Ciencias. «En última instancia, tenemos una buena posibilidad de reconstruir no solo cuándo comenzaron a moverse las placas tectónicas, sino también cómo sus movimientos y, por lo tanto, los procesos internos profundos de la Tierra que los impulsan, han cambiado con el tiempo».