Circones estudiados por el equipo de investigación, fotografiado mediante catodoluminiscencia, una técnica que permitió al equipo visualizar el interior de los cristales utilizando un microscopio electrónico de barrido especializado. Los círculos oscuros en los circones son las cavidades dejadas por el láser que se utilizó para analizar la edad y la química de los circones. Los científicos dirigidos por Michael Ackerson, un geólogo investigador del Museo Nacional de Historia Natural del Smithsonian, proporcionan nueva evidencia de que la tectónica de placas moderna, una característica definitoria de la Tierra y su capacidad única para sustentar la vida, surgió hace aproximadamente 3.600 millones de años. El estudio, publicado el 14 de mayo en la revista Geochemical Perspective Letters, utiliza circonitas, los minerales más antiguos jamás encontrados en la Tierra, para mirar hacia atrás en el pasado antiguo del planeta. El equipo probó más de 3, 500 circonitas, cada uno solo un par de cabellos humanos de ancho, bombardeándolos con un láser y luego midiendo su composición química con un espectrómetro de masas. Estas pruebas revelaron la edad y la química subyacente de cada circón. De los miles probados, unos 200 estaban en condiciones de ser estudiados debido a los estragos de los miles de millones de años que estos minerales soportaron desde su creación. Crédito:Michael Ackerson, Smithsonian.
Científicos dirigidos por Michael Ackerson, un geólogo investigador del Museo Nacional de Historia Natural del Smithsonian, proporcionan nueva evidencia de que la tectónica de placas moderna, una característica definitoria de la Tierra y su capacidad única para sustentar la vida, surgió hace aproximadamente 3.600 millones de años.
La Tierra es el único planeta conocido que alberga vida compleja y esa capacidad se basa en parte en otra característica que hace que el planeta sea único:la tectónica de placas. Ningún otro cuerpo planetario conocido por la ciencia tiene la corteza dinámica de la Tierra, que se divide en placas continentales que se mueven, fracturar y chocar entre sí durante eones. La tectónica de placas proporciona una conexión entre el reactor químico del interior de la Tierra y su superficie que ha diseñado el planeta habitable que la gente disfruta hoy en día. desde el oxígeno en la atmósfera hasta las concentraciones de dióxido de carbono que regula el clima. Pero cuándo y cómo se inició la tectónica de placas sigue siendo un misterio, enterrado bajo miles de millones de años de tiempo geológico.
El estudio, publicado el 14 de mayo en la revista Cartas de perspectivas geoquímicas , utiliza circonitas, los minerales más antiguos jamás encontrados en la Tierra, para mirar hacia atrás en el pasado antiguo del planeta.
El más antiguo de los circones del estudio, que vino de Jack Hills en Australia Occidental, tenían alrededor de 4,3 mil millones de años, lo que significa que estos minerales casi indestructibles se formaron cuando la Tierra misma estaba en su infancia, solo tiene aproximadamente 200 millones de años. Junto con otros circones antiguos recolectados de Jack Hills que abarcan la historia más temprana de la Tierra hasta hace 3 mil millones de años, estos minerales proporcionan lo más parecido que tienen los investigadores a un registro químico continuo del mundo naciente.
"Estamos reconstruyendo cómo la Tierra cambió de una bola fundida de roca y metal a lo que tenemos hoy, ", Dijo Ackerson." Ninguno de los otros planetas tiene continentes o océanos líquidos o vida. En cierto sentido, estamos tratando de responder a la pregunta de por qué la Tierra es única, y podemos responder eso hasta cierto punto con estos circones ".
Para mirar miles de millones de años en el pasado de la Tierra, Ackerson y el equipo de investigación recolectaron 15 rocas del tamaño de una toronja de Jack Hills y las redujeron a sus partes constituyentes más pequeñas, minerales, triturándolas en arena con una máquina llamada ardilla. Afortunadamente, los circones son muy densos, lo que los hace relativamente fáciles de separar del resto de la arena utilizando una técnica similar al lavado de oro.
Las Jack Hills de Australia Occidental, donde se tomaron muestras de los circones estudiados de 15 rocas del tamaño de una toronja recolectadas por el equipo de investigación. un geólogo investigador del Museo Nacional de Historia Natural del Smithsonian, proporcionan nueva evidencia de que la tectónica de placas moderna, una característica definitoria de la Tierra y su capacidad única para sustentar la vida, surgió hace aproximadamente 3.600 millones de años. El estudio, publicado el 14 de mayo en la revista Geochemical Perspective Letters, utiliza circonitas, los minerales más antiguos jamás encontrados en la Tierra, para mirar hacia atrás en el pasado antiguo del planeta. Crédito:Dustin Trail, Universidad de Rochester
El equipo probó más de 3, 500 circonitas, cada uno solo un par de cabellos humanos de ancho, bombardeándolos con un láser y luego midiendo su composición química con un espectrómetro de masas. Estas pruebas revelaron la edad y la química subyacente de cada circón. De los miles probados, unos 200 estaban en condiciones de ser estudiados debido a los estragos de los miles de millones de años que estos minerales soportaron desde su creación.
"Desvelar los secretos que contienen estos minerales no es una tarea fácil, ", Dijo Ackerson." Analizamos miles de estos cristales para obtener un puñado de puntos de datos útiles, pero cada muestra tiene el potencial de decirnos algo completamente nuevo y remodelar la forma en que entendemos los orígenes de nuestro planeta ".
La edad de un circón se puede determinar con un alto grado de precisión porque cada uno contiene uranio. La famosa naturaleza radiactiva del uranio y la tasa de desintegración bien cuantificada permiten a los científicos realizar ingeniería inversa durante el tiempo que ha existido el mineral.
El contenido de aluminio de cada circón también fue de interés para el equipo de investigación. Las pruebas en circonitas modernas muestran que las circonitas con alto contenido de aluminio solo se pueden producir en un número limitado de formas, que permite a los investigadores utilizar la presencia de aluminio para inferir lo que pudo haber estado sucediendo, geológicamente hablando, en el momento en que se formó el circón.
Después de analizar los resultados de los cientos de circones útiles de entre los miles probados, Ackerson y sus coautores descifraron un marcado aumento en las concentraciones de aluminio hace aproximadamente 3.600 millones de años.
"Este cambio de composición probablemente marca el inicio de la tectónica de placas de estilo moderno y potencialmente podría indicar el surgimiento de la vida en la Tierra". ", Dijo Ackerson." Pero necesitaremos hacer mucha más investigación para determinar las conexiones de este cambio geológico con los orígenes de la vida ".
Una delgada, Rebanada pulida de una roca recolectada de Jack Hills en Australia Occidental. Usando un microscopio especial equipado con lentes polarizantes, el equipo de investigación pudo examinar la intrincada estructura interna del cuarzo que forma la roca, incluyendo características únicas que les permitieron identificar circonitas antiguas (mineral magenta en el centro de la imagen insertada delineada en rojo en la foto de la derecha) .Los científicos dirigidos por Michael Ackerson, un geólogo investigador del Museo Nacional de Historia Natural del Smithsonian, proporcionan nueva evidencia de que la tectónica de placas moderna, una característica definitoria de la Tierra y su capacidad única para sustentar la vida, surgió hace aproximadamente 3.600 millones de años. El estudio, publicado el 14 de mayo en la revista Geochemical Perspective Letters, utiliza circonitas, los minerales más antiguos jamás encontrados en la Tierra, para mirar hacia atrás en el pasado antiguo del planeta. Para mirar miles de millones de años en el pasado de la Tierra, Ackerson y el equipo de investigación recolectaron 15 rocas del tamaño de una toronja de Jack Hills y las redujeron a sus partes constituyentes más pequeñas, minerales, triturándolas en arena con una máquina llamada ardilla. Afortunadamente, los circones son muy densos, lo que los hace relativamente fáciles de separar del resto de la arena utilizando una técnica similar al lavado de oro. Crédito:Michael Ackerson, Smithsonian
La línea de inferencia que une los circones con alto contenido de aluminio con el inicio de una corteza dinámica con la tectónica de placas es la siguiente:una de las pocas formas en que se forman los circones con alto contenido de aluminio es mediante la fusión de rocas más profundas debajo de la superficie de la Tierra.
"Es muy difícil convertir el aluminio en circonitas debido a sus enlaces químicos, ", Dijo Ackerson." Es necesario tener condiciones geológicas bastante extremas ".
Ackerson razona que esta señal de que las rocas se estaban derritiendo más profundamente debajo de la superficie de la Tierra significaba que la corteza del planeta se estaba volviendo más gruesa y comenzaba a enfriarse. y que este engrosamiento de la corteza terrestre era una señal de que la transición a la tectónica de placas moderna estaba en marcha.
Investigaciones anteriores sobre Acasta Gneiss de 4 mil millones de años en el norte de Canadá también sugieren que la corteza terrestre se estaba espesando y provocando que la roca se derritiera más profundamente dentro del planeta.
"Los resultados de Acasta Gneiss nos dan más confianza en nuestra interpretación de los circones de Jack Hills, ", Dijo Ackerson." Hoy estas ubicaciones están separadas por miles de millas, pero nos están contando una historia bastante consistente, que es que hace unos 3.600 millones de años estaba sucediendo algo de importancia mundial ".
Este trabajo es parte de la nueva iniciativa del museo llamada Our Unique Planet, una asociación público-privada, que apoya la investigación de algunas de las preguntas más importantes y duraderas sobre lo que hace que la Tierra sea especial. Otras investigaciones investigarán la fuente de los océanos líquidos de la Tierra y cómo los minerales pueden haber ayudado a generar vida.
Ackerson dijo que espera seguir estos resultados buscando en los antiguos zircones de Jack Hills rastros de vida y observando otras formaciones rocosas supremamente antiguas para ver si también muestran signos de que la corteza terrestre se espesó hace unos 3.600 millones de años.
