Durante miles de millones de años, los continentes de la Tierra se han mantenido notablemente estables, sentando las bases de montañas, ecosistemas y civilizaciones. Pero el secreto de su estabilidad ha desconcertado a los científicos durante más de un siglo. Ahora, un nuevo estudio realizado por investigadores de la Universidad Estatal de Pensilvania y la Universidad de Columbia proporciona la evidencia más clara hasta la fecha de cómo los accidentes geográficos se volvieron y se mantuvieron tan estables, y el factor clave es el calor.
por Marina Naumova, Universidad Estatal de Pensilvania
En un artículo publicado hoy en la revista Nature Geoscience , los investigadores demostraron que la formación de una corteza continental estable —la que perdura miles de millones de años— requirió temperaturas superiores a los 900 grados Celsius en la corteza continental inferior del planeta. Estas altas temperaturas, según afirmaron, fueron esenciales para la redistribución de elementos radiactivos como el uranio y el torio. Estos elementos generan calor al desintegrarse, por lo que, al desplazarse desde la base hasta la superficie de la corteza, se llevaron consigo el calor y permitieron que la corteza profunda se enfriara y se fortaleciera.
Las implicaciones del descubrimiento van más allá de la geología, dijeron los investigadores, y abren caminos para aplicaciones modernas como la exploración de minerales críticos (que son esenciales para tecnologías modernas como teléfonos inteligentes, vehículos eléctricos y sistemas de energía renovable) y la búsqueda de planetas habitables.
Los procesos que estabilizaron la corteza terrestre también movilizaron tierras raras (litio, estaño y tungsteno), lo que proporciona nuevas pistas sobre su ubicación. Es probable que esos mismos procesos que promovieron la estabilidad de la corteza continental también se manifiesten en otros planetas similares a la Tierra, según los investigadores, ofreciendo a los científicos planetarios nuevas señales para buscar vida en otros mundos.
«Los continentes estables son un prerrequisito para la habitabilidad, pero para que logren dicha estabilidad, deben enfriarse», explicó Andrew Smye, profesor asociado de geociencias en la Universidad Estatal de Pensilvania y autor principal del artículo. «Para enfriarse, deben desplazar todos estos elementos que producen calor (uranio, torio y potasio) hacia la superficie, ya que si estos elementos permanecen en las profundidades, generan calor y derriten la corteza».
La corteza continental tal como la conocemos surgió en la Tierra hace unos 3.000 millones de años, afirmó. Antes de esta época, la corteza tenía una composición claramente diferente a la de la corteza moderna, rica en silicio. Los científicos han considerado durante mucho tiempo que la fusión de la corteza preexistente es un ingrediente importante en la fórmula que produce las placas continentales estables que sustentan la vida. Sin embargo, antes de este estudio, no se reconocía que la corteza debe alcanzar temperaturas extremas para estabilizarse.
«Básicamente, encontramos una nueva receta para crear continentes: necesitan calentarse mucho más de lo que se creía anteriormente, unos 200 grados más», dijo Smye.
Piense en forjar acero, dijo.
«El metal se calienta hasta que se ablanda lo suficiente como para que pueda moldearse mecánicamente mediante golpes de martillo», explicó Smye. «Este proceso de deformación del metal a temperaturas extremas realinea su estructura y elimina impurezas; ambos factores lo fortalecen, lo que culmina en la tenacidad que define al acero forjado. De igual manera, las fuerzas tectónicas aplicadas durante la creación de las cordilleras forjan los continentes. Demostramos que esta forja de la corteza requiere un horno capaz de alcanzar temperaturas ultraaltas».
Para llegar a sus conclusiones, el equipo tomó muestras de rocas de los Alpes en Europa y el suroeste de Estados Unidos, además de examinar datos publicados en la literatura científica. Analizaron datos químicos de rocas completas de cientos de muestras de rocas metasedimentarias y metaígneas (los tipos de rocas que conforman gran parte de la corteza inferior) y luego clasificaron las muestras según sus temperaturas metamórficas máximas, cuando las rocas experimentan cambios físicos y químicos mientras permanecen prácticamente sólidas.
