El estudio proporciona nueva evidencia más clara del movimiento temprano de las placas tectónicas, cambiando los polos geomagnéticos.

Una nueva investigación que analiza piezas de las rocas más antiguas del planeta agrega algunas de las pruebas más sólidas hasta el momento de que la corteza terrestre empujaba y tiraba de una manera similar a la tectónica de placas moderna hace al menos 3250 millones de años. El estudio también proporciona la primera evidencia del momento del intercambio de los polos magnéticos norte y sur del planeta.

Ambos resultados dan pistas de cómo estos cambios geológicos han dado lugar a un entorno más favorable para el desarrollo de la vida en este planeta.

El trabajo descrito en PNAS Dirigidos por los geólogos de Harvard Alec Brenner y Roger Foo, se centraron en una parte del cratón de Pilbara en Australia Occidental, una de las piezas más antiguas y estables de la corteza terrestre. Utilizando nuevas técnicas y equipos, los investigadores demostraron que algunas de las superficies más antiguas de la Tierra se movían a una velocidad de 6,1 cm por año y 0,55 grados cada millón de años.

Esta velocidad es más del doble de la tasa de movimiento de la corteza antigua en A Estudio previo por los mismos investigadores. Tanto la velocidad como la dirección de esta deriva transversal parten placas tectonicas Como las explicaciones más lógicas y más poderosas para ello.

«Hay mucho trabajo que parece indicar que la tectónica de placas al principio de la historia de la Tierra no era en realidad la forma dominante en la que se libera el calor interno del planeta como lo es hoy a través del cambio de placas», dijo Brenner, Ph.D. . . Candidato a la Graduate School of Arts and Sciences y miembro del Laboratorio de Paleomagnetismo de la Universidad de Harvard. «Esta evidencia nos permite descartar con mayor confianza explicaciones que no involucran la tectónica de placas».

Por ejemplo, los investigadores ahora pueden argumentar en contra de un fenómeno llamado «verdadero paseo polary ‘tectónica de manto estancada’, que puede causar el desplazamiento de la superficie de la Tierra pero no es parte del movimiento tectónico de placas reciente. Los resultados están más sesgados hacia el movimiento tectónico de placas porque la tasa de velocidad más alta recién descubierta es incompatible con aspectos de los otros dos procesos.

En el documento, los científicos también describieron lo que se cree que es la evidencia más antigua de que la Tierra invirtió sus campos geomagnéticos, lo que significa que los polos magnéticos norte y sur se invirtieron. Este tipo de flip-flop es común en el planeta Tierra historia geológica Con el polo invirtiéndose 183 veces en los últimos 83 millones de años y posiblemente varios cientos de veces en los últimos 160 millones de años, Según la NASA.

La inversión dice mucho sobre el campo magnético del planeta hace 3200 millones de años. La clave entre estos efectos es que campo magnético Es probable que sea lo suficientemente estable y fuerte como para evitar que el viento solar erosione la atmósfera. Esta idea, junto con los hallazgos sobre la tectónica de placas, proporciona pistas sobre las condiciones en las que evolucionaron las primeras formas de vida.

“Ella pinta este cuadro temprano Tierra Eso ya estaba geodinámicamente maduro, dijo Brenner. «Tenía muchos de los mismos tipos de procesos dinámicos que conducen a una Tierra con condiciones ambientales y de superficie fundamentalmente más estables, que hacen que la vida sea más susceptible de evolucionar y evolucionar».

Hoy en día, la corteza exterior de la Tierra está formada por unas 15 masas de corteza en movimiento, o placas, que sostienen los continentes y océanos del planeta. Durante eones, las placas se acercaron y alejaron unas de otras, formando nuevos continentes y montañas y exponiendo nuevas rocas a la atmósfera, desencadenando reacciones químicas que estabilizaron la temperatura de la superficie de la Tierra durante miles de millones de años.

Es difícil obtener evidencia de cuándo comenzaron las placas tectónicas porque las piezas más antiguas de la corteza terrestre son empujadas hacia el manto interno y nunca aparecen. Solo el 5 por ciento de todas las rocas de la Tierra tienen más de 2.500 millones de años, y ninguna roca tiene más de 4.000 millones de años.

En general, el estudio se suma a la creciente investigación de que el movimiento tectónico ocurrió relativamente temprano en los 4.500 millones de años de historia de la Tierra y que las primeras formas de vida surgieron en un ambiente más templado. Los miembros del proyecto volvieron a visitar el cratón de Pilbara en 2018, que se extiende alrededor de 300 millas de ancho. Excavaron en la gruesa y primitiva losa de corteza para recolectar muestras que fueron analizadas, en Cambridge, por su historia magnética.

Usando magnetómetros, equipos de desmagnetización y un microscopio de diamante cuántico, que visualiza los campos magnéticos de una muestra y determina con precisión la naturaleza de las partículas magnetizadas, los investigadores idearon una gama de nuevas técnicas para determinar la edad y la forma en que las muestras se magnetizaron. Esto permite a los investigadores determinar cómo, cuándo y en qué dirección se desplaza la corteza, así como el forzamiento magnético de los polos magnéticos de la Tierra.

El microscopio de diamante cuántico fue desarrollado en colaboración con investigadores de Harvard en los Departamentos de Ciencias Planetarias y de la Tierra (EPS) y Física.

Para estudios futuros, Fu y Brenner planean mantener su enfoque en Pilbara Craton mientras buscan otros crustáceos antiguos en todo el mundo. Esperan encontrar evidencia antigua de un movimiento de placas similar al moderno y cuando los polos magnéticos de la Tierra se invirtieron.

«Finalmente, ser capaz de leer de manera confiable estas rocas muy antiguas abre muchas posibilidades para observar un período de tiempo que a menudo se conoce más a través de la teoría que de los datos duros», dijo Fu, profesor de EPS en la Facultad de Artes y Ciencias. «En última instancia, tenemos una buena posibilidad de reconstruir no solo cuándo comenzaron a moverse las placas tectónicas, sino también cómo sus movimientos, y por lo tanto los procesos internos de la Tierra profunda que los empujan, cambiaron a lo largo del tiempo».