Nueva evidencia geoquímica obtenida de las rocas más antiguas conocidas de la Tierra, encontradas en regiones lacustres remotas del norte de Canadá, cambia la historia más antigua del planeta.

Estudios previos que utilizaron modelos geodinámicos numéricos han argumentado que la subducción y el reciclaje de material superficial estaban operando desde hace unos 4.300 millones de años. Dado que la Tierra en sí tiene 4.500 millones de años, tal afirmación aboga por la tectónica de placas desde casi el origen de nuestro planeta.

Pero un nuevo estudio retrasa sustancialmente la aparición de la tectónica de placas. "Nuestras muestras más antiguas no muestran signos de reciclaje de material superficial hace 4.000 millones de años", dijo en un comunicado el coautor y profesor LI Xianhua del Instituto de Geología y Geofísica de la Academia China de Ciencias (IGGCAS). "Y la evidencia más temprana que encontramos para el reciclaje de la superficie en magmas no es hasta hace 3.800 millones de años".

Los isótopos de silicio (Si) y oxígeno (O) en rocas graníticas son trazadores del reciclaje de material superficial en el magma. En la Tierra antigua, el agua de mar estaba saturada con Si y era rica en Si pesado debido a la falta de formas de vida para consumirla. Por lo tanto, si cualquier material pesado de Si del lecho marino se reciclara de regreso a las cámaras de magma por subducción, entonces se detectarían isótopos pesados de Si en las muestras de rocas graníticas.

"Una de las dificultades de aplicar esta técnica a rocas antiguas es identificar la composición isotópica primaria de Si. Esto se debe a que estas rocas han sido reelaboradas repetidamente por el calor y la presión a lo largo de la larga historia de la Tierra", dijo ZHANG Qing de IGGCAS, autor principal del estudio, que se publica en Science.

El circón, el mineral datable más abundante en las rocas graníticas, también es convenientemente resistente a la intemperie y la alteración posterior. La aplicación de técnicas analíticas de ultra alta precisión al circón puede proporcionar las restricciones más confiables sobre si la composición de isótopos de Si detectada representa la firma principal.

"El estudio [de los investigadores] propuso criterios de detección sistemáticos para evaluar los datos. Debo felicitarlos por su evaluación cuidadosa de sus datos de isótopos de zircón Si y O", dijo un revisor anónimo del artículo.

La ausencia de una fuerte firma de Si en las rocas de 4.000 millones de años significa que las muestras más antiguas no requerían subducción.

"Sin embargo, dado que las rocas más antiguas provienen de una sola localidad, que no se necesite subducción para un área pequeña no significa que no haya subducción de placas en el planeta hace 4.000 millones de años", dijo el coautor Allen Nutman de la Universidad de Wollongong en Australia.

Sin embargo, después de un filtrado cuidadoso, los datos revelaron un cambio distinto hace 3.800 millones de años en los isótopos de Si y O. Por esta razón, con base en los datos actuales, el estudio concluye que un posible cambio en la geodinámica de la Tierra, como el inicio de la subducción de placas, ocurrió hace 3.800 millones de años.

"Ya era sorprendente que estas rocas más antiguas se conservaran", dijo el coautor Ross Mitchell de IGGCAS, "y ahora sabemos que también cuentan una historia tectónica de madurez".