Un calentamiento del caparazón de la Tierra primitiva, que causó una expansión que generó grietas, originó la tectónica de placas característica de la superficie de nuestro planeta.

La actividad de la Tierra sólida, por ejemplo, los volcanes en Java, los terremotos en Japón, etc., se entiende bien dentro del contexto de la teoría de la tectónica de placas. Esta teoría establecida hace medio siglo postula que la capa externa de la Tierra (la «litosfera» de la Tierra) se subdivide en placas que se mueven una con respecto a la otra, concentrando la mayor actividad a lo largo de los límites entre las placas.

Puede ser sorprendente, entonces, que la comunidad científica no tenga un concepto firme sobre cómo comenzó la tectónica de placas. Este mes, el doctor Alexander Webb de la División de Ciencias de la Tierra y Planetarias y Laboratorio de Investigación Espacial de la Universidad de Hong Kong ha presentado la nueva respuesta, en colaboración con un equipo internacional en un artículo publicado en Nature Communications.

Según la nueva investigación, las referidas grietas crecieron y se unieron en una red global, subdividiendo el caparazón de la Tierra primitiva en placas.

Ilustraron esta idea a través de una serie de simulaciones numéricas, utilizando un código de mecánica de fractura desarrollado por el primer autor del artículo, el profesor Chunan Tang de la Universidad Tecnológica de Dalian. Cada simulación rastrea el esfuerzo y la deformación experimentados por una carcasa que se expande térmicamente. Los depósitos generalmente pueden soportar aproximadamente 1 km de expansión térmica (el radio de la Tierra es de 6.371 km), pero la expansión adicional conduce al inicio de la fractura y al rápido establecimiento de la red global de fracturas.

Ideas desacreditadas

Aunque este nuevo modelo es lo suficientemente simple (el primer caparazón de la Tierra se calentó, expandió y agrietó) superficialmente, se asemeja a ideas desacreditadas mucho tiempo y contrasta con los preceptos físicos básicos de la ciencia de la Tierra.

Antes de la revolución tectónica de placas de la década de 1960, las actividades de la Tierra y la distribución de los océanos y continentes se explicaban por una variedad de hipótesis, incluida la llamada hipótesis de la Tierra en expansión. Personalidades como Charles Darwin postularon que los grandes terremotos, la construcción de montañas y la distribución de masas de tierra se consideraron como resultado de la expansión de la Tierra.

Sin embargo, debido a que la principal fuente interna de calor de la Tierra es la radiactividad, y la descomposición continua de los elementos radiactivos significa que hay menos calor disponible a medida que avanza el tiempo, la expansión térmica podría considerarse mucho menos probable que su opuesto: la contracción térmica. ¿Por qué, entonces, el doctor Webb y sus colegas piensan que la litosfera de la Tierra primitiva experimentó expansión térmica?

«La respuesta radica en la consideración de los principales mecanismos de pérdida de calor que podrían haber ocurrido durante los primeros períodos de la Tierra», dijo Webb en un comunicado. «Si la advección volcánica, que transportaba material caliente desde la profundidad a la superficie, era el modo principal de pérdida de calor temprana, eso lo cambia todo». El dominio del vulcanismo tendría un efecto inesperadamente escalofriante en la capa externa de la Tierra.

Esto se debe a que el nuevo material volcánico caliente tomado de las profundidades de la Tierra se habría depositado como material frío en la superficie; el calor se perdería en el espacio. La evacuación en profundidad y la acumulación en la superficie eventualmente requerirían que el material de la superficie se hundiera, llevando el material frío hacia abajo.

Este movimiento continuo hacia abajo del material de superficie fría habría tenido un efecto de enfriamiento en la litosfera temprana. Debido a que la Tierra se estaba enfriando en general, la producción de calor y el volcanismo correspondiente se habrían ralentizado. En consecuencia, el movimiento descendente de la litosfera se habría ralentizado con el tiempo y, por lo tanto, incluso a medida que el planeta en general se enfriara, la litosfera enfriada se habría calentado cada vez más a través de la conducción desde el material caliente y profundo debajo.

Este calentamiento habría sido la fuente de la expansión térmica invocada en el nuevo modelo. El nuevo modelo ilustra que si la litosfera sólida de la Tierra se expande suficientemente térmicamente, se fracturaría, y el rápido crecimiento de una red de fracturas dividiría la litosfera de la Tierra en placas.

El doctor Webb y sus colegas continúan explorando el desarrollo temprano de nuestro planeta y de los otros planetas y lunas del sistema solar, a través de estudios integrados de campo, analíticos y teóricos. Sus exploraciones basadas en el campo los llevan a sitios remotos en Australia, Groenlandia y Sudáfrica; su investigación analítica investiga la química de rocas antiguas y sus componentes minerales; y sus estudios teóricos simulan varios procesos geodinámicos propuestos. Juntos, estos estudios destruyen uno de los mayores misterios restantes de la ciencia planetaria: ¿cómo y por qué la Tierra pasó de una bola fundida a una tectónica de placas?

Fuente: europapress.es