Al rastrear señales magnéticas preservadas en rocas de 3.500 millones de años en Australia Occidental, geocientíficos han encontrado la evidencia directa más antigua hasta la fecha de que partes de la capa externa del planeta se estaban desplazando a través del globo, empujando los orígenes del movimiento de placas profundamente en la historia temprana de la Tierra.
Hadean Earth. Image credit: Alec Brenner.
“Ha habido una amplia gama de edades sugeridas para determinar el momento,” dijo el Dr. Alec Brenner, investigador de la Universidad de Yale.
“Con este estudio, podemos afirmar que hace 3.500 millones de años, podemos observar el movimiento de las placas en la superficie de la Tierra.”
En el estudio, el Dr. Brenner y sus colegas se centraron en algunas de las rocas mejor conservadas del mundo, el Cratón de Pilbara en Australia Occidental, que contiene formaciones del Eón Arcaico cuando la Tierra albergaba vida microbiana temprana y estaba bajo un intenso bombardeo de objetos astronómicos.
“El área de Pilbara contiene evidencia de algunas de las formas de vida más antiguas conocidas, estromatolitos y rocas microbialitas depositadas por organismos unicelulares como las cianobacterias,” afirmaron.
Los investigadores analizaron más de 900 muestras de roca recolectadas de más de 100 sitios dispersos en un área llamada la Cúpula del Polo Norte.
Extrajeron muestras cilíndricas o núcleos utilizando un taladro eléctrico con una broca hueca y dientes de diamante, mantenidos fríos por una bomba de jardín manual.
Posteriormente, la posición de la muestra se registró con precisión con un instrumento insertado en el agujero que contenía una brújula y un goniómetro (dispositivo para medir ángulos).
Luego, los científicos cortaron los núcleos en secciones como galletas y los colocaron en un magnetómetro, una máquina que puede medir señales magnéticas 100.000 veces más débiles que la aguja de una brújula.
Las muestras se midieron repetidamente mientras se calentaban a temperaturas progresivamente más altas hasta 590 grados Celsius hasta que los minerales de magnetita perdieron su magnetización.
“Tomamos un gran riesgo. Desmagnetizar miles de núcleos lleva años. ¡Y vaya si valió la pena! Estos resultados superaron con creces nuestros sueños más salvajes,” dijo el Dr. Brenner.
En los minerales ferromagnéticos, la orientación de los electrones sirve como una aguja de brújula que apunta hacia el polo magnético.
La orientación de los electrones también proporciona indicios sobre la posición en el globo tridimensional en relación con el polo magnético cuando se formó la roca, proporcionando así una indicación de la latitud.
Al analizar una serie de rocas que abarcan 30 millones de años justo después de hace 3.500 millones de años, los autores encontraron que una parte de la Formación East Pilbara cambió de latitud de 53 grados a 77 grados, un desplazamiento de decenas de centímetros anuales durante varios millones de años, y rotó en el sentido de las agujas del reloj en más de 90 grados.
Debido a que el polo magnético se invierte ocasionalmente, sigue siendo incierto si este movimiento ocurrió en el hemisferio norte o sur.
Dentro de unos 10 millones de años, el movimiento se ralentizó y fue seguido por un período de poco movimiento.
Para comparar este movimiento con sitios arcaicos en otros lugares, el equipo examinó un sitio contemporáneo en Sudáfrica, el Cinturón de rocas verdes de Barberton.
Estudios paleomagnéticos previos mostraron que este último se ubicaba cerca del ecuador y estaba casi estacionario durante el mismo intervalo de tiempo. Aparentemente, las dos regiones distantes tenían diferentes patrones de deriva.
En el mundo moderno, las placas norteamericana y euroasiática ahora se están separando a una velocidad de aproximadamente 2,5 cm por año.
Sigue siendo una pregunta abierta cuándo y cómo la Tierra adoptó su forma actual de tectónica de placas, que los geofísicos llaman una cubierta activa.
Varias teorías postulan que la Tierra primitiva tenía una cubierta estancada (una sola placa global ininterrumpida), una cubierta lenta (placas que se mueven lentamente) o una cubierta episódica (placas que se mueven esporádicamente).
El nuevo estudio descarta una cubierta estancada, pero no puede distinguir qué modelo de movimiento de placas era el más probable.
“Estamos viendo el movimiento de las placas tectónicas, lo que requiere que hubiera límites entre esas placas y que la litosfera no fuera una gran capa ininterrumpida a través del globo, como han argumentado muchas personas antes,” dijo el Dr. Brenner.
“En cambio, estaba segmentada en diferentes piezas que podían moverse entre sí.”
El Dr. Brenner y sus coautores también descubrieron el caso más antiguo conocido de una inversión geomagnética, un fenómeno en el que el campo magnético del planeta se invierte ocasionalmente. Después de una inversión, una aguja de brújula apuntaría hacia el sur en lugar del norte.
Se cree que este fenómeno está gobernado por la acción del dínamo que involucra la convección de hierro fundido en el núcleo de la Tierra que produce corrientes eléctricas y campos magnéticos. La última inversión ocurrió hace aproximadamente 780.000 años.
“La nueva evidencia sugiere que hace 3.500 millones de años, las inversiones ocurrían con menos frecuencia que en la historia más reciente,” dijo el profesor Roger Fu de la Universidad de Harvard.
“Por sí solo no es concluyente, pero sugiere que tal vez el dínamo estaba en un régimen ligeramente diferente al de hoy.”
Los hallazgos fueron publicados el 19 de marzo en la revista Science.
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Alec R. Brenner et al. 2026. Paleomagnetic detection of relative plate motions and an infrequently reversing core dynamo at 3.5 Ga. Science 391 (6791): 1278-1282; doi: 10.1126/science.adw9250