Las montañas de la Tierra podrían haber dejado de crecer durante mil millones de años

Hace unos 1800 millones de años, la corteza continental del planeta adelgazó, lo que ralentizó el flujo de nutrientes en el mar y posiblemente demoró la evolución de la vida.

Published 12 feb. 2021 13:23 CET
Los montes Apalaches del sudeste de Estados Unidos

Los montes Apalaches del sudeste de Estados Unidos están menguando poco a poco a medida que la meteorización los erosiona y la tectónica de placas ya no impulsa su crecimiento. Durante mil millones de años de la historia de la Tierra, casi todas las montañas del planeta podrían haber dejado de crecer, pero se desconoce el motivo.

Fotografía de ROBB KENDRICK, NAT GEO IMAGE COLLECTION

Si pudiéramos retroceder mil millones de años y explorar la superficie de la Tierra, puede que lo más destacado fuera la falta de elementos destacables. No habría habido árboles, insectos ni aves. La única vida era simple y pequeña, una sopa oceánica pegajosa.

Y un nuevo estudio publicado en Science señala otro aspecto que podría haber faltado: montañas imponentes.

Las placas tectónicas de la Tierra moderna se mueven continuamente en una danza a cámara lenta que redefine la superficie de nuestro planeta. Las colisiones entre continentes engrosan la corteza y levantan las montañas, como el Himalaya, que cada vez crecen más.

Pero las pistas talladas en los diminutos zircones formados en las profundidades de la Tierra sugieren que las placas tectónicas no siempre funcionaron como hoy. En el eón transcurrido hace entre 1800 millones y 800 millones de años —denominados «los mil millones de años de aburrimiento»—, parece que los continentes adelgazaron cada vez más. Se desconoce cuál fue el motor exacto de este adelgazamiento continental. Pero en su punto más fino, la tierra era un tercio más delgada que en la actualidad, un cambio que, según sugieren los investigadores, podría haberse debido a una ralentización de la tectónica de placas.

Los investigadores también plantan que esta corteza fina podría haber retrasado la evolución de la vida tal y como la conocemos. Las montañas pequeñas habrían ralentizado la erosión de las rocas del planeta y limitado el suministro de nutrientes necesarios para las criaturas de los océanos.

«Aquella época fue como una hambruna en los océanos», afirma Ming Tang, geoquímico de la Universidad de Pekín, en China, y autor principal del nuevo estudio. Pero poco después de que los continentes volvieran a engrosarse, un flujo de nutrientes parece haber impulsado la evolución de seres vivos más grandes y complejos.

«Este trabajo plantea más preguntas que respuestas», afirma Christopher Spencer, geoquímico especializado en tectónica en la Queen’s University de Canadá. Pero señala que, en general, el trabajo podría proporcionar un «trampolín» para entender mejor cómo se formó el mundo moderno.

Leyendo las rocas

Tang estaba analizando rocas graníticas del Himalaya, en el sur del Tíbet, cuando advirtió un patrón curioso en los cristales del mineral zircón. Estas cápsulas del tiempo diminutas se forman cuando el magma se enfría dentro de la Tierra, registran las huellas químicas de las antiguas condiciones de nuestro planeta y son casi indestructibles. Los investigadores han descubierto zircones que se formaron poco después del nacimiento de la Tierra, hace casi 4400 millones de años.

Tang se percató de que la composición química de los cristales de zircón de las muestras tibetanas había cambiado al mismo tiempo que el grosor continental en el momento en que se formaron las rocas que los generaron.

Tang explica que, previamente, los científicos determinaron el grosor continental analizando las cantidades relativas de los elementos lantano e iterbio en las rocas. Pero emplear la propia roca para conocer el pasado es difícil, porque han sobrevivido muy pocas rocas enteras desde la infancia de la Tierra, lo que ha dejado vacíos en la historia geológica.

«Se ha descrito [como] leer una novela a la que le faltan tres cuartos de las páginas», afirma Peter Cawood, geólogo de la Universidad Monash, en Australia, que no participó en el nuevo estudio. Sin embargo, la perpetuidad de los zircones permite que los científicos desentrañen una historia mucho más completa del pasado de nuestro planeta.

Tang y su equipo desarrollaron una nueva forma de utilizar los zircones para estimar el grosor continental: descubrieron que la cantidad del elemento europio de los cristales cambiaba al mismo tiempo que el grosor medido con métodos anteriores para determinar la composición química de las rocas.

Tang y su equipo publicaron su nuevo modelo el año pasado en Geology y después decidieron emplear esta nueva herramienta. Acumularon los datos de zircones ya estudiados de todo el mundo —más de 14 000 en total— y trazaron los cambios químicos con el paso del tiempo. Surgió un patrón sorprendente: un adelgazamiento constante de la corteza a lo largo de los mil millones de años de aburrimiento.

«No nos lo esperábamos», dice Tang sobre el patrón. El adelgazamiento coincidía con la desaparición de muchos más marcadores de construcción de montañas que se habían identificado en el registro de rocas. También cambió por completo la composición de estroncio, que se vincula a la erosión. Del mismo modo, los elementos molibdeno y uranio prácticamente desaparecieron de las rocas marinas y las rocas abundantes en fósforo empezaron a escasear.

«Nuestro modelo puede explicar todo esto con continentes mucho más planos», afirma Tang.

Un pastel continental

Aunque el proceso exacto responsable de esta reducción cortical es incierto, Tang y sus colegas sostienen que, en parte, ese cambio podría deberse a la ralentización de la tectónica de placas. Sin la marcha ascendente continua, los picos montañosos se habrían aplanado poco a poco a medida que la erosión causada por el viento y el agua desgastaba las rocas.

El equipo sugiere que esta ralentización se debió a cambios en la distribución del calor en la superficie terrestre durante ese periodo, cuando los continentes se apiñaron en un solo supercontinente.

El supercontinente conocido como Nuna empezó a formarse hace unos 2100 millones de años. Entonces, tras una pequeña reorganización, empezó a tomar forma el supercontinente conocido como Ridinia, comenzando hace unos 1200 millones de años y durando casi 500 millones de años más. Durante más de un éon, la masa continental formó un manto casi intacto sobre una gran franja del planeta, atrapando el calor a gran profundidad.

Tang sugiere que el exceso del calor bajo el supercontinente también produciría un enfriamiento bajo la corteza oceánica, lo que afectaría a la marcha de las placas tectónicas.

Sin embargo, la ralentización de la tectónica de placas no cuadra del todo con el registro geológico, según Spencer, de la Queen's University. Aunque las placas no avanzaban a grandes pasos por el mundo, todavía había actividad magmática; casi el 40 por ciento de Norteamérica se formó durante este periodo. Spencer explica que si dibujas una línea entre el sur de California y Labrador, todo lo que hay al sudeste se formó hace entre 1800 millones y 1000 millones de años, y eso no podría haber ocurrido sin una tectónica activa.

Además de la cuestión de la ralentización tectónica, la idea del manto supercontinental plantea otra posibilidad: que el exceso de calor acumulado bajo la superficie debilitara las rocas suprayacentes. Dicho fenómeno podría hacer que la superficie se aplanara, ya que las rocas calientes no pueden sustentar grandes cordilleras montañosas.

«Es como un pastel viscoso», afirma Cawood. Siempre y cuando la estructura azucarada se mantenga fría, puede mantener su forma. Si se calienta, empieza a rezumar.

«Creo que ese es el quid del artículo», afirma Spencer. Quizá el adelgazamiento de la corteza no se deba tanto a la ralentización de los movimientos tectónicos que construyen montañas, sino más bien a un cambio en la forma en que funcionaron estos procesos.

La combinación del exceso de calor y una corteza más delgada podría explicar una serie insólita de rocas que se formaron durante las colisiones ocurridas en Rodinia, señala Andrew Smye, geólogo metamórfico de la Universidad del Estado de Pensilvania que no formó parte del equipo del estudio. Estas rocas parecen haberse formado a temperaturas más elevadas de las esperadas a su profundidad, pero una corteza fina y caliente podría explicarlo.

Aunque Tang sostiene que es probable que contribuyeran tanto la tectónica intermitente como el debilitamiento de la corteza, dice que queda mucho por aprender sobre cómo era nuestro planeta hace eones. El trabajo de su equipo añade más intriga a este periodo y pone de relieve una idea que los científicos han planteado en el pasado: quizá estos mil millones de años no fueran tan aburridos.

«No creo que fuera aburrido. [El planeta] no estaba tranquilo ni inactivo», afirma Cawood. Pero señala que el nombre es irrelevante: lo importante es que el periodo fue muy diferente.

«Claramente ocurría algo interesante», afirma Smye.

Este artículo se publicó originalmente en inglés en nationalgeographic.com.
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