Los cráteres más antiguos de la Tierra podrían brindar a los científicos información crítica sobre la estructura de la Tierra primitiva y la composición de los cuerpos en el sistema solar, así como ayudar a interpretar los registros de cráteres en otros planetas.
por Rebecca Dzombak
Pero los geólogos no pueden encontrarlos, y es posible que nunca puedan hacerlo, según un nuevo estudio publicado en el Journal of Geophysical Research: Planets .
Los geólogos han encontrado evidencia de impactos, como eyecciones (material arrojado lejos del impacto), rocas derretidas y minerales de alta presión de hace más de 3500 millones de años. Pero los cráteres reales de hace tanto tiempo han permanecido esquivos. Las estructuras de impacto conocidas más antiguas del planeta, que es como los científicos llaman a estos cráteres masivos, tienen solo unos 2 mil millones de años. Nos faltan dos mil quinientos millones de años de megacráteres.
El paso constante del tiempo y el incesante proceso de erosión son los responsables de la brecha, según Matthew S. Huber, científico planetario de la Universidad de Western Cape en Sudáfrica que estudia las estructuras de impacto y dirigió el nuevo estudio.
“Es casi una casualidad que las viejas estructuras que tenemos se conserven”, dijo Huber. “Hay muchas preguntas que podríamos responder si tuviéramos esos cráteres más antiguos. Pero esa es la historia normal en geología. Tenemos que hacer una historia con lo que está disponible”.
Los geólogos a veces pueden detectar cráteres ocultos y enterrados utilizando herramientas geofísicas, como imágenes sísmicas o mapas de gravedad. Una vez que han identificado las posibles estructuras de impacto, pueden buscar restos físicos del proceso de impacto para confirmar su existencia, como eyecciones y minerales de impacto.
La gran pregunta para Huber y su equipo era cuánto de un cráter puede ser barrido por la erosión antes de que desaparezcan los últimos rastros geofísicos persistentes. Los geofísicos han sugerido que 10 kilómetros (6,2 millas) de erosión vertical borrarían incluso las estructuras de mayor impacto, pero ese umbral nunca se había probado en el campo.
Para averiguarlo, los investigadores excavaron en una de las estructuras de impacto conocidas más antiguas del planeta: el cráter Vredefort en Sudáfrica. La estructura tiene unos 300 kilómetros (186 millas) de ancho y se formó hace unos 2.000 millones de años cuando un impactador de unos 20 kilómetros (12,4 millas) de ancho se estrelló contra el planeta.
El impactador golpeó con tal energía que la corteza y el manto se levantaron donde ocurrió el impacto, dejando una cúpula a largo plazo. Más lejos del centro, surgieron crestas de roca, los minerales se transformaron y la roca se derritió. Y luego el tiempo siguió su curso, erosionando unos 10 kilómetros (6,2 millas) desde la superficie en dos mil millones de años.
Hoy, todo lo que queda en la superficie es un semicírculo de colinas bajas al suroeste de Johannesburgo, que marca el centro de la estructura, y algunos signos más pequeños que revelan el impacto. La diana, causada por el levantamiento del manto, aparece en los mapas de gravedad, pero más allá del centro, falta evidencia geofísica del impacto.
“Ese patrón es una de las últimas firmas geofísicas que aún es detectable, y eso solo ocurre en las estructuras de impacto de mayor escala”, dijo Huber. Debido a que solo quedan las capas más profundas de la estructura, los otros rastros geofísicos han desaparecido.
Pero está bien, porque Huber quería saber qué tan confiables son esas capas profundas para registrar impactos antiguos desde una perspectiva mineralógica y geofísica.
“La erosión hace que estas estructuras desaparezcan de arriba hacia abajo”, dijo Huber. “Así que fuimos de abajo hacia arriba”.
Los investigadores tomaron muestras de núcleos de roca a lo largo de un transecto de 22 kilómetros (13,7 millas) y analizaron sus propiedades físicas, buscando diferencias en densidad, porosidad y mineralogía entre rocas impactadas y no impactadas. También modelaron el evento de impacto y cuáles serían sus efectos en la física de rocas y minerales y lo compararon con lo que vieron en sus muestras.
Lo que encontraron no fue alentador para la búsqueda de los cráteres más antiguos de la Tierra. Si bien quedaron algunos minerales y derretimiento de impacto, las rocas en las crestas exteriores de la estructura de Vredefort eran esencialmente indistinguibles de las rocas que no eran de impacto a su alrededor cuando se veían a través de una lente geofísica.
“Ese no era exactamente el resultado que esperábamos”, dijo Huber. “La diferencia, donde la hubo, fue increíblemente tenue. Nos tomó un tiempo entender realmente los datos. Diez kilómetros de erosión y toda la evidencia geofísica del impacto simplemente desaparece, incluso con los cráteres más grandes”, confirma lo que los geofísicos habían estimado previamente.
Los investigadores atraparon a Vredefort justo a tiempo; si ocurre mucha más erosión, la estructura de impacto desaparecerá. Las probabilidades de encontrar estructuras de impacto enterradas de hace más de 2 mil millones de años son bajas, dijo Huber.
“Para que un cráter de impacto arcaico se conserve hasta hoy, tendría que haber experimentado condiciones de conservación realmente inusuales”, dijo Huber. “Pero entonces, la Tierra está llena de condiciones inusuales. Así que tal vez haya algo inesperado en algún lugar, así que seguimos buscando”.
Más información: MS Huber et al, ¿Se pueden descubrir estructuras de impacto arcaicas? Un estudio de caso de la estructura de impacto más grande y más profundamente erosionada de la Tierra, Revista de investigación geofísica: planetas (2023). DOI: 10.1029/2022JE007721
