Los científicos informan en la revista Nature que es posible que los continentes no hayan surgido de los océanos de la Tierra como masas terrestres estables, cuyo sello distintivo es una corteza superior enriquecida en granito. Más bien, la exposición de roca fresca al viento y la lluvia hace unos 3 mil millones de años desencadenó una serie de procesos geológicos que finalmente estabilizaron la corteza, permitiéndole sobrevivir durante miles de millones de años sin ser destruida ni reajustada.

Los hallazgos pueden representar una nueva comprensión de cómo evolucionan los planetas potencialmente habitables similares a la Tierra, dijeron los científicos.

"Para crear un planeta como la Tierra es necesario formar una corteza continental y estabilizar esa corteza", dijo Jesse Reimink, profesor asistente de geociencias en Penn State y autor del estudio. "Los científicos han pensado que son la misma cosa:los continentes se estabilizaron y luego emergieron sobre el nivel del mar. Pero lo que estamos diciendo es que esos procesos están separados".

Los cratones se extienden más de 150 kilómetros, o 93 millas, desde la superficie de la Tierra hasta el manto superior, donde actúan como la quilla de un barco, manteniendo los continentes flotando en el nivel del mar o cerca de él a lo largo del tiempo geológico, dijeron los científicos.

La meteorización puede haber concentrado en última instancia elementos productores de calor como uranio, torio y potasio en la corteza poco profunda, permitiendo que la corteza más profunda se enfríe y endurezca. Este mecanismo creó una capa gruesa y dura de roca que puede haber protegido los fondos de los continentes de una deformación posterior, un rasgo característico de los cratones, dijeron los científicos.

"La receta para formar y estabilizar la corteza continental implica concentrar estos elementos productores de calor, que pueden considerarse como pequeños motores térmicos, muy cerca de la superficie", dijo Andrew Smye, profesor asociado de geociencias en Penn State y autor del estudio. estudiar. "Hay que hacer eso porque cada vez que un átomo de uranio, torio o potasio se desintegra, libera calor que puede aumentar la temperatura de la corteza. La corteza caliente es inestable:es propensa a deformarse y no se queda". /P>

A medida que el viento, la lluvia y las reacciones químicas descomponían las rocas en los primeros continentes, los sedimentos y los minerales arcillosos fueron arrastrados a arroyos y ríos y transportados al mar, donde crearon depósitos sedimentarios como lutitas con altas concentraciones de uranio, torio y potasio, el dijeron los científicos.

Las colisiones entre placas tectónicas enterraron estas rocas sedimentarias en las profundidades de la corteza terrestre, donde el calor radiogénico liberado por el esquisto provocó el derretimiento de la corteza inferior. Los derretimientos flotaban y ascendían de regreso a la corteza superior, atrapando los elementos productores de calor allí en rocas como el granito y permitiendo que la corteza inferior se enfriara y endureciera.

Se cree que los cratones se formaron hace entre 3 y 2500 millones de años, una época en la que los elementos radiactivos como el uranio se habrían desintegrado a un ritmo aproximadamente dos veces más rápido y habrían liberado el doble de calor que hoy.

El trabajo destaca que la época en que se formaron los cratones en la Tierra media temprana era especialmente adecuada para los procesos que pueden haberlos llevado a estabilizarse, dijo Reimink.

"Podemos pensar en esto como una cuestión de evolución planetaria", dijo Reimink. "Uno de los ingredientes clave que se necesitan para crear un planeta como la Tierra podría ser la aparición de continentes relativamente temprano en su vida útil. Porque se van a crear sedimentos radiactivos que son muy calientes y que producen una zona realmente estable de corteza continental. que vive alrededor del nivel del mar y es un excelente entorno para la propagación de la vida."

Los investigadores analizaron las concentraciones de uranio, torio y potasio de cientos de muestras de rocas del período Arcaico, cuando se formaron los cratones, para evaluar la productividad del calor radiogénico basándose en las composiciones reales de las rocas. Utilizaron estos valores para crear modelos térmicos de formación de cratones.

"Anteriormente la gente había observado y considerado los efectos del cambio en la producción de calor radiogénico a través del tiempo", dijo Smye. "Pero nuestro estudio vincula la producción de calor procedente de las rocas con la aparición de continentes, la generación de sedimentos y la diferenciación de la corteza continental."

Los cratones, que normalmente se encuentran en el interior de los continentes, contienen algunas de las rocas más antiguas de la Tierra, pero su estudio sigue siendo un desafío. En áreas tectónicamente activas, la formación de cinturones montañosos podría sacar a la superficie rocas que alguna vez estuvieron enterradas a gran profundidad.

Pero los orígenes de los cratones permanecen a gran profundidad y son inaccesibles. Los científicos dijeron que el trabajo futuro implicará tomar muestras de interiores antiguos de cratones y, tal vez, perforar muestras de núcleos para probar su modelo.

"Estas rocas sedimentarias metamorfoseadas que se han derretido y han producido granitos que concentran uranio y torio son como cajas negras que registran la presión y la temperatura", dijo Smye. "Y si podemos desbloquear ese archivo, podremos probar las predicciones de nuestro modelo para la trayectoria de vuelo de la corteza continental".