La Tierra es un planeta asombroso. Hasta donde sabemos, es el único planeta del universo donde existe vida. También es el único planeta conocido que tiene continentes:las masas de tierra en las que vivimos y que albergan los minerales necesarios para sustentar nuestras complejas vidas.

Los expertos todavía debaten enérgicamente cómo se formaron los continentes. Sabemos que el agua era un ingrediente esencial para esto, y muchos geólogos han propuesto que esta agua habría venido de la superficie de la Tierra a través de zonas de subducción (como es el caso ahora).

Pero nuestra nueva investigación muestra que esta agua en realidad habría venido de las profundidades del planeta. Esto sugiere que la Tierra en su juventud se comportó de manera muy diferente a como lo hace hoy, que contiene más agua primordial de lo que se pensaba anteriormente.

Cómo hacer crecer un continente

La Tierra sólida está compuesta por una serie de capas que incluyen un núcleo denso rico en hierro, manto grueso y una capa exterior rocosa llamada litosfera.

Pero no siempre fue así. Cuando la Tierra se formó por primera vez hace unos 4.500 millones de años, era una bola de roca fundida que regularmente era golpeada por meteoritos.

A medida que se enfrió durante un período de mil millones de años más o menos, los primeros continentes empezaron a emerger, hecho de granito de color pálido. Exactamente cómo llegaron a existir ha intrigado a los científicos durante mucho tiempo.

Para hacer una corteza continental granítica capaz de flotar, Las rocas volcánicas oscuras conocidas como basaltos deben fundirse. Basaltos que se forman como resultado de la fusión en el manto, habría cubierto la Tierra cuando el planeta estaba comenzando.

Sin embargo, para hacer una corteza continental a partir de basalto se requiere otro ingrediente esencial:el agua. Saber cómo entró esta agua en las rocas a suficiente profundidad es clave para comprender cómo se formaron los primeros continentes.

Un mecanismo para llevar el agua a la profundidad es a través de la subducción. Así es como se produce la mayor parte de la corteza continental nueva hoy en día, incluida la cordillera de los Andes en América del Sur.

En zonas de subducción, las placas rocosas en el fondo del océano se enfrían y se vuelven cada vez más densas hasta que son forzadas bajo los continentes y de regreso al manto debajo, llevándose el agua del océano con ellos.

Cuando esta agua interactúa con el basalto en el manto, crea una costra granítica. Pero la Tierra estaba mucho más caliente hace miles de millones de años, tantos expertos han argumentado que la subducción (al menos en la forma que entendemos actualmente) no podría haber funcionado.

Los cinturones montañosos largos y lineales, como los Andes, contrastan marcadamente con la estructura de la corteza granítica conservada en la región de Pilbara, en el interior de Australia Occidental.

Esta corteza antigua vista desde arriba tiene un patrón de "cúpula y quilla", con globos (cúpulas) de granito de color pálido que se elevan hacia los basaltos más oscuros y densos circundantes (las quillas).

Pero, ¿de dónde vino el agua necesaria para producir estas cúpulas?

Pequeños cristales registran la historia temprana de la Tierra

Nuestra investigación, dirigido por científicos del Servicio Geológico de Australia Occidental y la Universidad Curtin, abordó esta pregunta. Analizamos pequeños cristales atrapados en los antiguos magmas que se enfriaron y solidificaron para formar las cúpulas de granito de Pilbara.

Estos cristales, hecho de un mineral llamado circón, contienen uranio que se convierte en plomo con el tiempo. Conocemos la tasa de este cambio, y puede medir las cantidades de uranio y plomo que contiene. Como tal, podemos obtener un registro de su edad.

Los cristales también contienen pistas sobre su origen, que se pueden descifrar midiendo su composición de isótopos de oxígeno. En tono rimbombante, Los circones que cristalizaron en rocas fundidas hidratadas por el agua de la superficie de la Tierra tienen una composición diferente a los circones que se formaron en las profundidades del manto.

Las mediciones muestran que el agua requerida para los granitos antiguos más primitivos de WA habría venido de las profundidades del manto de la Tierra y no de la superficie.

¿Es el presente siempre la clave del pasado?

La forma en que se formaron los primeros continentes es parte de un debate más amplio sobre uno de los principios centrales de las ciencias físicas:el uniformismo. Ésta es la idea de que los procesos que operaron en la Tierra en el pasado distante son los mismos que se observan hoy.

La Tierra hoy pierde calor a través de la tectónica de placas, cuando las placas litosféricas estriadas que forman el sólido del planeta, la capa exterior se mueve. Esto ayuda a regular su temperatura interna, estabiliza la composición atmosférica, y probablemente también facilitó el desarrollo de la vida compleja.

La subducción es uno de los componentes más importantes de este proceso. Pero varias líneas de evidencia son inconsistentes con la subducción y la tectónica de placas en una Tierra primitiva. Indican fuertemente que nuestro planeta se comportó de manera muy diferente en los primeros dos mil millones de años después de su formación que en la actualidad.

Entonces, si bien el uniformismo es una forma útil de pensar sobre muchos procesos geológicos, el presente puede no ser siempre la clave del pasado.

Este artículo se ha vuelto a publicar de The Conversation con una licencia de Creative Commons. Lea el artículo original.