La evidencia de una sección antigua de la corteza terrestre sugiere que la Tierra fue una vez un mundo acuático, hace unos tres mil millones de años. Si es cierto, significará que los científicos deben reconsiderar algunas reflexiones sobre los exoplanetas y la habitabilidad. También deberán reconsiderar su comprensión de cómo comenzó la vida en nuestro planeta.
Un nuevo artículo presenta estos resultados en la revista Nature Geoscience. El título del artículo es "Emergencia continental arcaica limitada reflejada en uno de los primeros arcanos18O-enriquecido océano ". Los coautores son Boswell Wing, de la Universidad de Colorado, Boulder, y su antiguo estudiante postdoctoral, Benjamin Johnson, de la Universidad Estatal de Iowa.
El trabajo se centra en un área en el Outback australiano llamada el distrito Panorama. En esa región, en el noroeste de Australia, hay una losa de fondo oceánico de 3.200 millones de años, que se volvió de lado. El trozo de corteza contiene pistas químicas sobre el agua de mar de la antigua Tierra.
"No hay muestras de agua oceánica realmente antigua por ahí, pero tenemos rocas que interactuaron con esa agua de mar y recordaron esa interacción", dijo Johnson en un comunicado de prensa.
"El origen y la evolución de la biosfera de la Tierra fueron moldeados por las historias físicas y químicas de los océanos".
Del artículo "Emergencia continental de Archaean limitada reflejada en un Archaean temprano18O-enriquecido océano.
Los autores querían reiniciar el debate sobre cómo era la antigua Tierra y abrir nuevos caminos en la discusión.
En la introducción de su artículo, los dos autores dicen: "El origen y la evolución de la biosfera de la Tierra fueron moldeados por las historias físicas y químicas de los océanos. Los sedimentos químicos marinos y la corteza oceánica alterada conservan un registro geoquímico de estas historias. Los sedimentos químicos marinos, por ejemplo, exhiben un aumento en su18O /16O ratio a través del tiempo ".
Los sedimentos marinos han sido bien estudiados a lo largo del tiempo, pero los autores de este estudio observaron la corteza antigua. Los antiguos océanos contenían diferentes tipos de oxígeno que luego se depositaban en la corteza. Los científicos reunieron más de 100 muestras de la roca antigua y la analizaron en busca de dos isótopos de oxígeno: oxígeno-16 y oxígeno 18. Querían encontrar la cantidad relativa de cada isótopo en la corteza antigua, para compararlo con las cantidades en el sedimento.
Sus resultados mostraron más oxígeno-18 en la corteza cuando se formó hace 3.200 millones de años, lo que significa que el océano en ese momento tenía más oxígeno-18. El par de investigadores dice que eso significa que cuando se formó esa corteza, no había continentes. Esto se debe a que cuando se forman continentes, contienen arcillas, y esas arcillas habrían absorbido el oxígeno-18 más pesado. Entonces, si hubiera habido continentes hace 3.200 millones de años, sus muestras de corteza habrían tenido menos oxígeno-18.
La conclusión general de su trabajo es que los océanos de la Tierra pasaron por dos estados distintos: uno antes de la formación de los continentes y otro después de la formación de los continentes.
Los sedimentos químicos marinos se han estudiado ampliamente para tratar de reconstruir la formación de continentes en la Tierra antigua. Como dice el estudio, esos sedimentos antiguos incluyen "carbonatos, fosfatos, sílice microcristalina y óxidos de hierro. Como estos minerales se forman directamente a partir de especies acuosas, pueden reflejar el?18¡Oh, del agua con la que conviven! Los sedimentos son como un registro de archivo de la Tierra en ese momento, y los sedimentos más antiguos muestran que los valores de oxígeno 18 aumentan constantemente a lo largo del tiempo, hasta el día de hoy. Pero este trabajo contrasta con eso, y los autores sugieren que el oxígeno del agua de mar 18 disminuyó con el tiempo.
El par de científicos construyó un modelo para la Tierra antigua, que muestra que "el inicio de la meteorización continental en el Arqueo tardío, entre 3 y 2.500 millones de años atrás, habría provocado un18O-enriquecido principios del océano Arqueano a?18O valores similares a los del agua de mar moderna ". Entonces, solo después de que se formaron los continentes, los valores de oxígeno 18 podrían comenzar a parecerse a los valores modernos.
Aunque este estudio apunta a la posibilidad de que la antigua Tierra sea un mundo acuático, no significa que el planeta careciera de formas terrestres. Las áreas de tierra del tamaño de una isla, o incluso microcontinentes, pueden haber existido en ese momento, de naturaleza volcánica y muy rocosa. Pero los tipos de vastas formas terrestres que cubren la Tierra hoy en día, ricas en tierra y con altas cadenas montañosas, pueden no haber existido. Si lo hubieran hecho, el contenido de oxígeno 18 se habría parecido más al de hoy.
"No hay nada en lo que hemos hecho que diga que no se pueden tener pequeños continentes que sobresalen de los océanos", dijo Wing en un comunicado de prensa. "Simplemente no creemos que haya habido una formación a escala mundial de suelos continentales como la que tenemos hoy".
Los autores no sugieren que su trabajo sea la evidencia definitiva en la discusión en curso sobre la Tierra primitiva. Señalan que hay otras posibles razones para sus resultados.
Si los antiguos continentes se formaron mucho más lentamente que los continentes modernos, eso podría explicar la discrepancia en el oxígeno-18. También es posible que las arcillas que absorben oxígeno-18 se formaron en el océano mismo, en lugar de en los continentes.
Eso apunta a un misterio perdurable en la ciencia de la Tierra: ¿cuándo se formaron exactamente los continentes?
Es probable, según algunas pruebas, que los continentes solo puedan formarse cuando el núcleo de la Tierra arroje calor y se enfríe. En cualquier caso, los continentes modernos no se formaron hasta después del Jurásico. Antes de eso, el único supercontinente de Gondwana cubría aproximadamente un quinto de la superficie de la Tierra. Wing quiere examinar áreas más jóvenes de la corteza terrestre para tratar de determinar con mayor claridad cuándo se formaron los continentes modernos.
Este estudio también toca la vida temprana en la Tierra, y cómo y cuándo se formó. Los primeros océanos de la Tierra, al igual que los océanos modernos, actuaron como un amortiguador, que "medió las retroalimentaciones climáticas entre la biosfera, la atmósfera y la geosfera a través del tiempo profundo, ayudando a garantizar la habitabilidad planetaria a largo plazo".
La ciencia ha pintado una imagen de cómo podría haber sido la Tierra primitiva y cuál era la naturaleza de los océanos. Pero está lejos de estar completo. Toda la evidencia está enterrada, en roca y en el tiempo. Y a medida que buscamos comprender el cambio climático aquí en la Tierra, y a medida que observamos cada vez mejor los exoplanetas, todas estas preguntas sobre la Tierra antigua, los océanos y la biosfera adquieren una nueva importancia.
Como dicen los autores en su artículo, "Una Tierra primitiva sin continentes emergentes puede haberse parecido a un" mundo del agua ", proporcionando una importante restricción ambiental sobre el origen y la evolución de la vida en la Tierra, así como su posible existencia en otros lugares.“
"La historia de la vida en la Tierra rastrea los nichos disponibles", dijo Wing. "Si tienes un mundo acuático, un mundo cubierto por el océano, entonces los nichos secos simplemente no estarán disponibles".
Más:
- Documento de investigación: El surgimiento continental de Archaean limitado se refleja en un océano enriquecido en Archaean 18O temprano
- Comunicado de prensa: La Tierra primitiva pudo haber sido un "mundo acuático"
- Wikipedia: Ocean Planet
