La Tierra tiene algunas características especiales que lo diferencian de sus primos cercanos en el sistema solar, incluidos los grandes océanos de agua líquida y una atmósfera rica con los ingredientes adecuados para mantener la vida tal como la conocemos. La Tierra también es el único planeta quetiene una capa externa activa hecha de grandes placas tectónicas que se muelen juntas y se sumergen una debajo de la otra, dando lugar a montañas, volcanes, terremotos y grandes continentes de tierra.
Los geólogos han debatido durante mucho tiempo cuando estos procesos, conocidos colectivamente como tectónica de placas, se pusieron en marcha por primera vez. Algunos científicos proponen que el proceso comenzó tan pronto como hace 4.500 millones de años, poco después de la formación de la Tierra. Otros sugieren un comienzo mucho más reciente en el último800 millones de años. Un estudio de la Universidad de Maryland proporciona nueva evidencia geoquímica para un punto medio entre estos dos extremos: un análisis de las proporciones de elementos traza que se correlacionan con el contenido de magnesio sugiere que la tectónica de placas comenzó hace unos 3 mil millones de años. Los resultados aparecen en22 de enero de 2016 de la revista ciencia .
"Al vincular la composición de la corteza y la tectónica de placas, hemos proporcionado evidencia geoquímica de primer orden para el inicio de la tectónica de placas, que es una pregunta fundamental de ciencias de la Tierra", dijo Ming Tang, un estudiante graduado en geología de la UMD y autor principal de"Debido a que la tectónica de placas es necesaria para la construcción de continentes, este trabajo también representa un paso más en la comprensión de cuándo y cómo se formaron los continentes de la Tierra".
El estudio se enfoca en una característica clave de la corteza terrestre que la distingue geoquímicamente de otros planetas terrestres del sistema solar. En comparación con Marte, Mercurio, Venus e incluso nuestra propia luna, la corteza continental de la Tierra contiene menos magnesio. Temprano en suSin embargo, en la historia, la corteza terrestre se parecía más a sus primos, con una mayor proporción de magnesio.
En algún momento, la corteza terrestre evolucionó para contener más granito, una roca pobre en magnesio que forma la base de los continentes de la Tierra. Muchos geocientíficos coinciden en que el comienzo de la tectónica de placas condujo esta transición arrastrando agua debajo de la corteza, lo cual es necesariopaso para hacer granito.
"No se pueden tener continentes sin granito, y no se puede tener granito sin introducir agua en las profundidades de la Tierra", dijo Roberta Rudnick, ex presidenta del Departamento de Geología de la UMD y autora principal del estudio. Rudnick,quien ahora es profesor de ciencias de la tierra en la Universidad de California, Santa Bárbara, realizó esta investigación mientras estaba en la UMD ". Entonces, en algún momento, la tectónica de placas comenzó y comenzó a traer mucha agua al manto. La gran pregunta es cuándo hizo eso¿ocurrir?"
Un enfoque lógico sería observar el contenido de magnesio en rocas antiguas formadas a lo largo de un amplio período de tiempo, para determinar cuándo comenzó esta transición hacia rocas corticales bajas en magnesio. Sin embargo, esto ha resultado difícil debido a la evidencia directa: magnesio--tiene la molesta costumbre de arrastrarse al océano una vez que las rocas están expuestas a la superficie.
Tang, Rudnick y Kang Chen, un estudiante graduado de la Universidad de Geociencias de China en una visita de investigación de un año y medio a UMD, eludieron este problema al observar elementos traza que no son solubles en agua. Estos elementos - níquel, cobalto, cromo y zinc: permanezcan mucho tiempo después de que la mayor parte del magnesio se haya lavado. Los investigadores encontraron que las proporciones de estos elementos son la clave: las proporciones más altas de níquel a cobalto y de cromo a zinc se correlacionan con un mayor contenido de magnesio enla roca original
"Hasta donde sabemos, somos los primeros en descubrir esta correlación y usar este enfoque", dijo Tang. "Debido a que las proporciones de estos elementos traza se correlacionan con el magnesio, sirven como una 'huella digital' muy confiable del contenido de magnesio pasado."
Tang y sus coautores compilaron datos de elementos traza tomados de una variedad de rocas antiguas que se formaron en el eón de Archean, un período de tiempo entre 4 y 2.5 mil millones de años atrás, y lo usaron para determinar el contenido de magnesio en las rocas cuando fueronSe utilizaron estos datos para construir un modelo de computadora de la composición geoquímica de la Tierra primitiva. Este modelo explicaba cómo el contenido de magnesio específicamente, óxido de magnesio en la corteza cambiaba con el tiempo.
Los resultados sugieren que hace 3.000 millones de años, la corteza terrestre tenía aproximadamente un 11 por ciento de óxido de magnesio en peso. En medio billón de años, ese número se había reducido a aproximadamente un 4 por ciento, que está muy cerca del 2 o 3 por ciento de óxido de magnesio.visto en la corteza de hoy. Esto sugirió que la tectónica de placas comenzó hace unos 3 mil millones de años, dando lugar a los continentes que vemos hoy.
"Es realmente una idea radical, sugerir que la corteza continental en Archean tenía tanto magnesio", dijo Rudnick, señalando que Tang fue el primero en resolver la correlación entre las proporciones de oligoelementos y el magnesio ". El descubrimiento de Ming espoderoso porque descubrió que los elementos insolubles se correlacionan con un elemento principal, lo que nos permite abordar una pregunta de larga data en la historia de la Tierra ".
"Debido a que la evolución de la corteza continental está vinculada a muchos procesos geológicos importantes en la Tierra, este trabajo puede proporcionar una base para una variedad de estudios futuros de la historia de la Tierra", dijo Tang. "Por ejemplo, la meteorización de esta corteza rica en magnesiopuede haber afectado la química del antiguo océano, donde evolucionó la vida en la Tierra. En cuanto al inicio de la tectónica de placas, no creo que este estudio cierre el argumento, pero ciertamente agrega una nueva dimensión convincente a la discusión ".
Fuente de la historia :
Materiales proporcionado por Universidad de Maryland . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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