Hay un misterio en el pasado antiguo de la Tierra, y las pistas se encuentran en las rocas del desierto de Australia y otros lugares antiguos.

El siglo pasado ha sido testigo de rápidos avances en nuestra comprensión de cómo se formó la Tierra, y cómo el movimiento de los continentes a través de la tectónica de placas continúa dando forma a nuestras tierras, océanos y cordilleras.

Pero los geólogos aún deben ponerse de acuerdo sobre una pregunta importante:¿cómo era la Tierra antes de que se formaran las placas?

Nueva investigación, publicado en la revista Geología , apoya la teoría de que la Tierra primitiva era altamente volcánicamente activa, y esa evidencia de la transición violenta a la tectónica de placas todavía se puede ver hoy.

"La geología se basa en una idea, uniformismo, que podemos estudiar los procesos geológicos que ocurren hoy y usarlos para comprender cómo funciona la Tierra en escalas de tiempo de millones de años, "dice el Dr. Adam Beall, quien estudió la dinámica de la Tierra primitiva durante su Ph.D. proyecto en la Universidad de Melbourne.

"Este método se rompe cuando intentamos comprender la Tierra primitiva, porque hacía más calor y se comportaba de una manera completamente diferente. Los geólogos tienen la difícil tarea de imaginar cómo los continentes más antiguos de la Tierra se formaron por procesos que ya no podemos observar ".

"Hay dos vistas, "dice el profesor Louis Moresi, de la Facultad de Ciencias de la Tierra de la Universidad de Melbourne.

"Una es que no existía 'antes de la tectónica de placas". Había una nube de polvo formaste la tierra, ya medida que cristaliza y se solidifica, inmediatamente se obtiene alguna forma de tectónica de placas.

"Y el otro paradigma es que los primeros mil millones de años de la Tierra no se parecían en nada a la tectónica de placas moderna".

La Tierra se calienta constantemente desde adentro por la radiactividad, y este calor necesita ir a alguna parte. Placas tectónicas, a veces llamado deriva continental, es la forma en que el planeta libera este calor.

"Con la tectónica de placas, toda la cuenca del océano se vuelca, que pone el material exterior frío en el interior y el material interior caliente en la superficie, que es como se saca la energía, "dice el profesor Moresi.

Los científicos coinciden en que la Tierra primitiva era más caliente y radiactiva de lo que es hoy. Entonces, si no hubiera tectónica de placas, ¿A dónde se fue todo ese calor?

Los geólogos buscaron en otras partes del Sistema Solar una explicación alternativa.

Io, una de las 69 lunas de Júpiter, es el lugar más volcánicamente activo del Sistema Solar, y el profesor Moresi dice que esto podría ser un modelo para la Tierra antigua.

"En la luna Io, el calor interior se vuelve volcánico hacia el exterior, por lo que básicamente tienes estas interminables erupciones de volcanes ".

Esta teoría, que está ganando popularidad, se llama la "Tierra de la tubería de calor".

El profesor Moresi y sus colegas han construido un modelo informático de código abierto de la litosfera, que cubre la corteza terrestre y el manto superior, a una profundidad de unos 200 kilómetros, y esta fue la herramienta perfecta para modelar la muerte de la Tierra Heat-Pipe.

Dr. Beall, durante su Ph.D. trabajo supervisado por el profesor Moresi y en colaboración con la profesora asociada Katie Cooper de la Universidad Estatal de Washington, usó este programa, llamado Inframundo, para modelar la transición de la Tierra primitiva a la tectónica de placas, centrándose en la fina capa de roca sólida, llamada "tapa de la tubería de calor", que habría cubierto la mayor parte de la Tierra de la tubería de calor.

Y al hacerlo, es posible que hayan resuelto un segundo misterio geológico:¿por qué hay partes de la Tierra que no se ven afectadas por la tectónica de placas?

Si bien la mayor parte de la corteza terrestre se ha aplastado constantemente, Derretido, elevado y erosionado a través de las acciones de la tectónica de placas, algunas regiones, llamados cratones, no ha cambiado en miles de millones de años. Ejemplos de estos grandes, la mayoría de accidentes geográficos planos se encuentran en Australia Occidental, la cuenca del Amazonas, África meridional y partes de Canadá.

"La tectónica de placas crea una estructura masiva como el Himalaya, pero eventualmente se irá erosionando, "dice el profesor Moresi.

"Y, sin embargo, estos cratones se quedan ahí, y no se deforman mucho, y todavía podemos ver el original, estructura de casi cuatro mil millones de años en algunos lugares ".

Partes de Australia se construyen a partir de estos cratones antiguos, y son la fuente de gran parte de nuestra riqueza mineral, incluidos los vastos depósitos de mineral de hierro en Australia Occidental.

El profesor Moresi dice que la teoría del tubo de calor explica cómo se formaron originalmente estas rocas, pero no por qué son tan fuertes.

Se han trazado gruesas capas de roca volcánica, apoyando la idea de que la corteza cratónica se formó inicialmente a través de muchas erupciones volcánicas. Pero el profesor Moresi dice que este proceso debería formar capas delgadas de roca, mientras que los cratones son muy gruesos, más de 200 kilómetros.

"Así que deben haberse formado en un momento en el que pudieron volverse muy gruesos, y muy muy fuerte, " él dice.

"El grosor extremo de estos cratones antiguos se propuso por primera vez hace más de 50 años, pero nadie ha podido resolver el misterio de por qué son tan gruesos, "dice el Dr. Beall.

"Hace unos pocos años, nuestro colega en este proyecto, Profesora asociada Katie Cooper, Se le ocurrió la hipótesis de que los cratones se habían engrosado a medida que la fría roca del manto se hundía debajo.

"Se requiere una cantidad inusualmente grande de roca del manto que se hunde y me preguntaba si esto podría ser provocado por el inicio de la tectónica de placas, lo que habría sido catastrófico y probablemente ocurrió en un momento similar a la formación del cratón ".

Los investigadores probaron esta idea con el modelo de computadora. En las simulaciones, los cratones se forman durante la violenta transición de la tectónica de tubos de calor a la tectónica de placas.

"Nuestra solución es bastante simple, "dice el profesor Moresi.

"Durante la transición a la tectónica de placas, la Tierra pasa por este vuelco completo. Ha almacenado mucha energía durante mil millones de años aproximadamente, y luego todo se lanza en un corto período de tiempo. Y puede ver en el video que la roca plana y delgada se arruga en estas zonas por esta muy fuerte, vuelco impulsivo.

"Y eso no se repite, porque una vez que comienza la tectónica de placas, es un paradigma diferente y no se vuelve a generar ese estrés.

"Entonces, en una acción, creas estas rocas increíblemente fuertes que luego duran miles de millones de años".