“…los acervistas y los maestros coinciden en lo que ocurrió justo después de que los orogenes cometieran su gran pecado: la superficie del Padre Tierra se quebró como una cáscara de huevo. Casi todas las formas de vida murieron cuando manifestó su ira con la primera y la más terrible de las quintas estaciones: la estación del Desastre”
La Quinta Estación, N. K. Jemisin
En el mundo imaginado por N.K. Jemisin, el supercontinente La Quietud sufre una constante actividad tectónica producto del movimiento de las placas que forman la parte más exterior del planeta (Fig. 1). Cada cierto tiempo un gran evento geológico de dimensiones catastróficas sucede, conocido por lxs habitantes del supercontinente como quinta estación. La población se pregunta constantemente cuándo es que esto empezó, ¡por qué es que Padre Tierra les odia tanto! Lxs acervistas cuentan que lxs orogenes (una raza injustamente explotada y marginalizada por su habilidad para sentir y controlar los fenómenos geológicos) cometieron un “gran pecado” después del cual “la superficie de Padre Tierra se quebró como una cáscara de huevo”. Según esta leyenda, así es como inició la tectónica de placas en La Quietud.
La actividad tectónica en la Tierra también está íntimamente ligada nuestra vida diaria, pero eventos de gran magnitud no ocurren tan seguido como en La Quietud. En general entendemos que los movimientos tectónicos son una expresión de la dinámica terrestre, que contribuyen a la evolución de la vida y que es un rasgo que la Tierra no comparte con ningún otro planeta. Por todo esto es natural que lxs terrícolas también nos preguntemos si la cáscara del planeta ha estado siempre rota, y si no es así, cuándo es que está se fragmentó, es decir ¿cúando es que empezó la tectónica de placas?. Desgraciadamente aún no tenemos una respuesta definitiva para esto, pero una creciente cantidad de científicxs argumenta que ocurrió hace mucho tiempo, al menos hace más de 2500 millones de años en algún momento de lo que conocemos como el Arqueano.
El problema de estudiar la Tierra temprana
Lxs acervistas de La Quietud estudian la historia principalmente a través de la tradición oral y el litoacervo, que son grandes tablas de roca con información importante. El problema es que en un continente donde el caos reina constantemente mucho de este conocimiento se ha perdido. Es bien sabido que el registro de las estaciones más antiguas es muy pobre y que de muchas de ellas no se tiene información alguna. Por ello la hipótesis de lxs acervistas podría no ser correcta y la fragmentación de la Quietud podría haber ocurrido mucho antes de la primera quinta estación. Lxs geológxs tenemos un problema similar, pues para contar la historia de la Tierra usamos rocas, pero después de más de 4500 millones de años muchas de ellas han desaparecido por erosión, porque han sido subducidas o simplemente se ecuentran en partes tan profundas de la corteza que no podemos acceder a ellas. De hecho, de todas las rocas que se encuentran en la superficie de la Tierra, sólo un pequeño porcentaje tiene una edad mayor a 2500 millones de años y el registro no es continuo (Fig. 2) .
Debido a la escasez del registro geológico Arqueano, estudiar la Tierra temprana es como jugar teléfono descompuesto: conforme el mensaje ha ido pasando mucha de la información original se ha perdido y otra está refraseada, pero cada unx de lxs participantes, en su propia forma, tiene un pedacito de ella y tal vez si la reuniéramos toda podríamos contar una historia coherente. Claro que si ponemos a más de una persona a juntar las diferentes frases que cada quien dice probablemente terminemos con distintas interpretaciones del mensaje, pues su forma de acercarse al problema puede ser distinto. Lo mismo pasa con varios grupos de científicxs que estudian las rocas viejas, algunos de ellos han llegado a respuestas distintas de cuándo y cómo inició la tectónica de placas, pero en general podemos agrupar las hipótesis en dos grades grupos: las uniformitarias y las no-uniformitarias.
El presente es de la clave del pasado… o tal vez no
Una de las frases más famosas en las geociencias es la que dice “el presente es la clave del pasado” y encierra en forma simple el principio del uniformitarismo, el cual nos dice que los procesos geológicos que operan ahora deberían de haber operado también en el pasado. Gran parte de esta idea se basa en que las leyes físico-químicas son constantes, pero también de las observaciones que hacemos hoy del registro geológico, que sugieren que las rocas jóvenes son muy similares a las más viejas.
Uno de los rasgos más llamativos de la Tierra es la presencia de continentes, pues es el único planeta del sistema solar que los posee. El estudio de las rocas viejas y minerales pequeñísimos como el circón nos sugieren que la corteza continental se empezó a crear hace más de 4000 millones de años y que el 70% de esta ya existía desde hace 2700 millones de años. Como en la actualidad el único ambiente tectónico donde se puede generar corteza continental en grandes cantidades es en las zonas de subducción, se asume que la subducción ha estado activa casi casi desde el inicio de la historia de la Tierra. Luego, como la subducción es uno de los rasgos más distintivos de la tectónica de placas es lógico pensar que esta empezó desde que el planeta se empezó a enfriar. Esta hipótesis entra dentro de las idea uniformitaristas para explicar el origen de la tectónica de placas.
Hasta aquí todo bien, pero para que la teoría del uniformitarismo sea completamente cierta las condiciones en la Tierra tuvieron que haberse mantenido similares durante toda su historia. Sin embargo, en el pasado la parte sólida de nuestro planeta era más caliente que ahora, por lo tanto el comportamiento de las rocas tuvo que haber sido distinto. Para ver las diferencia pensemos en el clásico ejemplo de la plastilina: si agarras un pedazo de plastilina relativamente frío y lo quieres romper, este se fragmentará a lo largo de grietas definidas. Por otro lado, si calentamos un poco las plastilina, esta se volverá más moldeable y para romperla hay que estirarla un poco hasta que ya no aguante más.
Podemos pensar en la litósfera, la cáscara de la Tierra, como una gran capa de plastilina. En la actualidad está relativamente fría y por lo tanto es fácil de romper en varios fragmentos que conocemos como placas tectónicas (Fig. 3b), pero hace más de 3000 millones de años era alrededor de 200 grados más caliente, por lo que debió haber sido más moldeable y más difícil de fragmentar. Además de esto, cuando vemos el registro geológico a mayor detalle nos damos cuenta que las características químicas y mineralógicas de las rocas viejas en realidad sí son distintas a aquellas de rocas más recientes. Si dichas características son un reflejo de las condiciones a las que se formaron las rocas, y estas condiciones están íntimamente controladas por el estilo tectónico del planeta, podríamos concluir que el estilo tectónico de la Tierra era distinto en sus primeras etapas de vida, como sostienen las hipótesis no uniformitarias. En estos modelos, la corteza continental se empezó a formar encima de grandes plumas de manto o en cortezas oceánicas muy engrosadas (Fig. 3a). Así la tectónica de placas podría haber surgido hace 2500 o 3000 millones de años, cuando el registro geológico es más parecido a lo que vemos que está formándose ahora.
Las piedras en el cielo
En la Quietud hay poco tiempo para voltear a ver qué hay en el cielo. Los fenómenos tectónicos impactan tanto la vida de sus habitantes, que el estudio de los cuerpos extraterrestres no importa nada. Pero -no spoilers- poco saben que si prestaran más atención a los astros alrededor de ellxs, tal vez podrían encontrar más rápidamente la respuesta de por qué Padre Tierra está tan enojado. Afortunadamente, en la Tierra el estudio de los otros cuerpos rocosos en nuestro vecindario solar ha sido muy importante desde tiempo inmemoriales y podría ayudarnos a entender mejor la geodinámica arqueana.
La tectónica de placas es uno de los varios estilos tectónicos que existen con los que los cuerpos rocosos pierden el calor acumulado de su formación y producido por elementos radiactivos que hay en las rocas. Se caracteriza por movimientos horizontales de pedazos de litósfera (placas tectónicas) delimitados por grandes fallas (Fig. 3b). Pero gracias a la observación otros cuerpos rocosos hemos visto que existen otros estilos tectónicos. Por ejemplo, el principal mecanismo de pérdida de calor en Venus se cree que es por plumas del manto -como aquella que genera los volcanes de Hawaii-, mientras que en el satélite de Jupiter Ío (Fig. 4) el calor se pierde por conductos en la litósfera donde el magma asciende rápidamente (modelo conocido como de pipas calientes). Estos estilos tectónicos se conocen como “tectónica vertical” y se cree que alguno(s) de ellos fueron la forma dominante en la que la Tierra perdía calor en el pasado (Fig. 3a).
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Aunque seguramente nunca sabremos cómo fue exactamente la Tierra antigua, una gran cantidad de datos y modelos matemáticos apunta que estaba dominada por una tectónica vertical (Fig. 3a), y que en algún punto su litósfera se fragmentó. Cómo y por qué es que ocurrió esta fragmentación es otro cuento, pero algunas hipótesis sugieren que fue por el enfriamiento de la superficie, por impactos meteoríticos o ayudada por la presencia de agua en la superficie. De hecho, el agua (¡la bendita agua!) es tal vez uno de los ingredientes más importantes para que la tectónica de placas se desarrolle en un planeta, tanto que se ha sugerido que Venus y Marte pudieron haber tenido una tectónica de placas activa en algún momento de su historia si hubieran tenido agua líquida en su superficie.
El estudio de la Tierra primitiva y el inicio de la tectónica de placas es un tema fascinante. Si las hipótesis no uniformitarias son ciertas, estudiar las rocas terrrestres viejas no sólo nos ayudaría a entender la historia de nuestro planeta, sino que nos daría una idea del registro geológico que podríamos encontrar en otros cuerpos rocosos, es decir, ¡podríamos estar estudiando un símil de otros cuerpos celestes en un nuestro propio hogar! Además, esto también indicaría que la tectónica de placas no es un ingrediente escencial para que se origine la vida en un planeta, ampliando así las posibilidades de lugares a explorar para buscar vida extraterrestre.
En su viaje para entender por qué su supercontinente sufre tanta actividad tectónica, lxs habitantes de la Quietud irán descubriendo cosas que no buscaban. A nosotrxs seguro nos pasará lo mismo, buscar la respuesta de por qué nuestra Tierra está fragmentada nos podría traer muchas otras respuestas (y preguntas) que aún no hemos imaginado.