This is an authorized translation of an Eos article. Esta es una traducción al español autorizada de un artículo de Eos.
La Tierra podría haber tenido agua dulce 500 millones de años antes de lo que se pensaba, de acuerdo con un nuevo estudio de diminutos granos de circón procedentes de Australia datados hace unos 4,000 millones de años. Según los científicos, los minerales contienen indicios de lluvia continental, lo que aporta nuevas evidencias de que la Tierra primitiva tenía corteza continental además de océanos.
Se trata de un nuevo vistazo al eón Hadeano, que finalizó hace unos 3,800 millones de años, una época en la que nuestro joven planeta albergaba poco más que roca, magma y agua. Los datos sobre este período tan antiguo son escasos, por lo que este nuevo análisis es una buena aportación a la comprensión de los científicos sobre cómo se formó nuestro planeta.
“Movimos la línea 500 millones de años”.
El descubrimiento, publicado en Nature Geoscience, también podría ayudar a los investigadores a precisar mejor cuándo surgió la vida en la Tierra. El agua dulce y la corteza continental expuesta son dos de los ingredientes que, según algunos científicos, fueron necesarios para que surgiera la vida.
En la actualidad, las primeras evidencias de vida podrían ser los estromatolitos de Australia de 3,500 millones de años de antigüedad. El nuevo trabajo demuestra que “tenemos las mismas condiciones hace unos 4,000 millones de años”, afirma el coautor del estudio Hamed Gamaleldien, geoquímico de la Universidad Khalifa en los Emiratos Árabes Unidos. “Así que movimos la línea 500 millones de años”.
Mirando a la Tierra joven
Poco queda de la Tierra Hadeana. La mayoría de las rocas de esa época se han desgastado o han sido subducidas en las profundidades de la corteza. Algunos de los únicos minerales que quedan del Hadeano son cristales de circón incrustados en rocas más jóvenes.
El circón es duro y resistente a la alteración química, y contiene pequeños fragmentos de uranio que permiten a los científicos datarlos. El circón también contiene oxígeno, que fue la clave del nuevo descubrimiento.
El oxígeno tiene tres isótopos estables: oxígeno-16, oxígeno-17 y oxígeno-18. La relación entre el oxígeno ligero (16O) y el pesado (18O) está influenciada por procesos terrestres como la evaporación y la condensación, y las desviaciones de la relación estándar han sido utilizadas durante mucho tiempo por los paleo climatólogos como un indicador indirecto de la temperatura. La desviación tiene su propia medida: δ18O.
El δ18O de algunos circones australianos se ha utilizado en una nueva investigación. Es probable que el planeta tuviera una corteza sólida en aquella época, así como océanos de agua líquida, a diferencia un globo rotando lleno de océanos de magma como se imaginaban anteriormente.
En el nuevo estudio, Gamaleldien y sus colegas tomaron muestras de Jack Hills, en Australia, una región conocida por contener los granos de circón más antiguos de la Tierra. Ellos dataron algunos de los granos recogidos obteniendo edades de 3,400 millones de años y otros hace unos 4,000 millones, antes del final del Hadeano.
Los investigadores después determinaron δ18O en los circones y encontraron que las muestras de ambos periodos contenían una mayor proporción de 16O en relación con 18O.
“No sabemos si las condiciones para el origen de la vida en la Tierra eran óptimas para su aparición o sólo lo suficientemente buenas para que sucediera”.
Se trata de una señal clara de que estos circones se formaron al interactuar con agua dulce, explica Gamaleldien. El agua dulce, que se forma como vapor al evaporarse el agua oceánica, está más enriquecida en 16O y conserva esa proporción al caer a tierra. El δ18O de los circones estudiados por Gamaleldien sigue este patrón y, por tanto, se aproxima más a lo que los investigadores esperarían encontrar en rocas que hubieran interactuado con agua dulce, no con agua oceánica. Y si las rocas interactuaban con agua dulce, debe significar que había tierra firme sobresaliendo por encima del océano, lo que sugiere que la Tierra tenía corteza continental hace 4,000 millones de años.
La existencia de una corteza continental no es la única consecuencia de sus investigaciones, menciona Gamaleldien. Una teoría sobre los orígenes de la vida sugiere que ésta comenzó en charcos de agua poco profundos en tierra firme, donde pudieron acumularse los ingredientes prebióticos. La presencia de corteza continental y de un ciclo de evaporación-precipitación hace 4,000 millones de años significa que el escenario podría haber estado preparado para que se formara la vida tan sólo 500 millones de años después de la formación de la Tierra.
El estudio no se pronuncia sobre si, de hecho, había vida en aquella época. “No sabemos si las condiciones para el origen de la vida en la Tierra eran óptimas para su aparición o sólo lo suficientemente buenas para que sucediera”, dijo Stephen Mojzsis, geólogo de la Academia Húngara de Ciencias no afiliado a la nueva investigación. Esta investigación “nos empuja un poco más hacia el lado óptimo”.
La esquiva aparición del agua dulce
No obstante, la hipótesis de la existencia de agua dulce hace 4,000 millones de años no es definitiva. Existen otras formas de obtener las proporciones de oxígeno halladas por los investigadores según Ilya Bindeman, geoquímico de la Universidad de Oregón que no participó en el estudio.
Uno de los supuestos de los investigadores es que la relación isotópica del oxígeno del agua de mar no ha cambiado a lo largo de la historia de la Tierra. Varios estudios sugieren que es cierto, pero aun así, dijo Bindeman, no está decidido. El hallazgo de otras relaciones isotópicas podría alterar las interpretaciones de los científicos sobre cristales de circón como éstos. Por otra parte, los circones con proporciones isotópicas de oxígeno igualmente ligeras también podrían formarse a partir de agua de mar en interacción con rocas de alta temperatura, comenta.
En cualquier caso, tanto Bindeman como Mojzsis acogieron con satisfacción las nuevas muestras de granos de circón de 4,000 millones de años que los autores encontraron y analizaron. Estos fragmentos de los primeros días de la Tierra no son fáciles de conseguir y representan algunos de los únicos restos de un planeta en rápida evolución.
—Nathaniel Scharping (@nathanielscharp), Escritor de ciencia
This translation by Saúl A. Villafañe-Barajas (@villafanne) was made possible by a partnership with Planeteando y GeoLatinas Esta traducción fue posible gracias a una asociación con Planeteando and GeoLatinas
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