Se estima que la Tierra tiene alrededor de 4.500 millones de años, con la vida apareciendo por primera vez hace unos 3 mil millones de años.

Para desentrañar esta increíble historia, Los científicos utilizan una variedad de técnicas diferentes para determinar cuándo y dónde se mueven los continentes, cómo evolucionó la vida, cómo cambió el clima con el tiempo, cuando nuestros océanos subieron y bajaron, y cómo se formó la tierra. Placas tectónicas:las enormes, losas de roca en constante movimiento que forman la capa más externa de la Tierra, la corteza - son fundamentales para todos estos estudios.

Junto con nuestros compañeros, hemos publicado el primer mapa tectónico de placas de toda la Tierra de 500 millones de años de historia de la Tierra, de 1, 000 millones de años a 520 millones de años.

El intervalo de tiempo es crucial. Es un período en el que la Tierra atravesó los cambios climáticos más extremos que se conocen, desde extremos helados de "Tierra de bolas de nieve" hasta condiciones de invernadero muy calurosas, cuando la atmósfera recibió una gran inyección de oxígeno y cuando la vida multicelular apareció y explotó en diversidad.

Ahora, con este primer mapa global de tectónica de placas durante este período, nosotros (y otros) podemos comenzar a evaluar el papel de los procesos de la tectónica de placas en otros sistemas terrestres e incluso abordar cómo el movimiento de estructuras en las profundidades de nuestra Tierra puede haber variado durante un ciclo de mil millones de años.

La tierra se mueve bajo nuestros pies

Los límites de las placas tectónicas de la Tierra moderna están mapeados con un detalle insoportable.

En la Tierra moderna, Los satélites de posicionamiento global se utilizan para mapear cómo cambia y se mueve la Tierra. Sabemos que las columnas de roca caliente que brotan de más de 2, 500 km de profundidad en el manto del planeta (la capa debajo de la corteza terrestre) golpean el caparazón sólido del planeta (la corteza y la parte superior del manto). Esto obliga a las placas tectónicas de superficie rígida a moverse al ritmo del crecimiento de una uña.

En el otro lado de las columnas de roca caliente que afloran hay áreas conocidas como zonas de subducción, donde vastas regiones del fondo del océano se hunden en las profundidades de la Tierra. Eventualmente, estas placas oceánicas descendentes golpean el límite entre el núcleo y las capas del manto de la Tierra, sobre 2, 900 km hacia abajo. Vienen juntos formando acumulaciones térmicas o químicas que eventualmente originan estas zonas de afluencia.

Es algo fascinante pero estos procesos también crean problemas para los científicos que intentan mirar hacia atrás en el tiempo. El planeta solo puede mapearse directamente durante sus últimos 200 millones de años. Antes de que, en los cuatro mil millones de años anteriores, falta la mayor parte de la superficie del planeta, ya que toda la corteza que yacía debajo de los océanos ha sido destruida por subducción. La corteza oceánica simplemente no dura:constantemente es arrastrada hacia las profundidades de la Tierra, donde es inaccesible a la ciencia.

Mapeando la Tierra en tiempo profundo

Entonces, ¿qué hicimos para mapear la Tierra en tiempo profundo? Para saber dónde estaban los márgenes de las planchas y cómo cambiaron, buscamos sustitutos, o representaciones alternativas, de los márgenes de las placas en el registro geológico.

Encontramos rocas que se formaron por encima de las zonas de subducción, en colisiones continentales, o en las fisuras donde las placas se desgarraron. Nuestros datos provienen de rocas encontradas en lugares como Madagascar, Etiopía y el lejano oeste de Brasil. El nuevo mapa y el trabajo asociado es el resultado de un par de décadas de trabajo de muchos excelentes estudiantes de doctorado y colegas de todo el mundo.

Ahora tenemos más detalles, y una vista a mucho más atrás en el tiempo geológico, que estaban disponibles anteriormente para aquellos que estudian la Tierra.

Usando otros métodos, las latitudes de los continentes en el pasado se pueden calcular, ya que algunas rocas que contienen hierro congelan el campo magnético en ellas a medida que se forman. Esto es como una brújula fósil con la aguja apuntando hacia el suelo en un ángulo relacionado con la latitud donde se formó, cerca del ecuador, el campo magnético es aproximadamente paralelo a la superficie de la Tierra, en los polos se hunde directamente hacia abajo. Puede ver esto hoy si compra una brújula en Australia y la lleva a Canadá:la brújula no funcionará muy bien, ya que la aguja querrá apuntar hacia la Tierra. Las agujas de la brújula siempre están equilibradas para permanecer ampliamente horizontales en la región en la que están diseñadas para trabajar.

Pero, estas llamadas mediciones "paleomagnéticas" son difíciles de realizar, y no es fácil encontrar rocas que conserven estos registros. También, solo nos hablan de los continentes y no de los márgenes de las placas ni de los océanos.

¿Por qué mapear la tectónica de placas antiguas?

La falta de mapas tectónicos antiguos ha planteado un gran problema sobre cómo entendemos nuestra Tierra.

Las placas tectónicas influyen en muchos procesos en la Tierra, incluyendo el clima, la biosfera (la esfera de la vida en la parte exterior del planeta), y la hidrosfera (el ciclo del agua y cómo circula por el planeta y cómo varía su química).

Simplemente redistribuyendo las placas tectónicas, y por lo tanto moviendo las posiciones (las latitudes y longitudes) de continentes y océanos, se colocan controles sobre dónde pueden vivir y migrar diferentes plantas y animales.

Las ubicaciones de los límites de las placas también gobiernan cómo las corrientes oceánicas redistribuyen el calor y la química del agua. Las diferentes masas de agua en el océano contienen elementos sutilmente diferentes y sus diversas formas, conocidos como isótopos. Por ejemplo, el agua de los océanos profundos a menudo no estaba en la superficie durante muchos miles de años, y tiene una composición diferente a la del agua que se encuentra actualmente en la superficie del océano. Esto es importante porque diferentes masas de agua contienen diferentes cantidades de nutrientes, redistribuyéndolos a diferentes partes de la Tierra, cambiando el potencial de vida en diferentes lugares.

Las placas tectónicas también influyen en la cantidad de radiación solar que se refleja en el espacio. cambiando la temperatura de la Tierra.

La rapidez con que se mueven las placas tectónicas también ha variado con el tiempo. En diferentes períodos de la historia de la Tierra, hubo más volcanes en medio del océano que en la actualidad, creando movimiento de agua como empujar las aguas del océano sobre los continentes. En estos momentos algunos tipos de erupciones volcánicas fueron más frecuentes, bombeando más gas a la atmósfera.

Las cadenas montañosas se forman cuando las placas tectónicas chocan, que afectan las corrientes oceánicas y atmosféricas, además de exponer las rocas a la erosión. Esto bloquea los gases de efecto invernadero, y libera nutrientes al océano.

Comprendamos la tectónica de placas antigua y de alguna manera avanzaremos hacia la comprensión del antiguo sistema terrestre. Y la Tierra como es hoy, y hacia el futuro.

Este artículo se publicó originalmente en The Conversation. Lea el artículo original.