Científicos rastrean el camino de la Tierra a través de la galaxia


«Ver un mundo en un grano de arena», la frase inicial del poema de William Blake, es una frase muy utilizada que también capta parte de lo que hacen los geólogos.

Observamos la composición de granos minerales, más pequeños que el ancho de un cabello humano. Luego, extrapolamos los procesos químicos que sugieren para reflexionar sobre la construcción de nuestro propio planeta.

Ahora, hemos llevado ese minuto de atención a nuevas alturas, conectando pequeños granos con el lugar de la Tierra en el entorno galáctico.

Mirando hacia el universo

A una escala aún mayor, los astrofísicos buscan comprender el universo y nuestro lugar en él. Usan las leyes de la física para desarrollar modelos que describen las órbitas de los objetos astronómicos.

Aunque podemos pensar en la superficie del planeta como algo moldeado por procesos enteramente dentro de la Tierra misma, nuestro planeta sin duda ha sentido los efectos de su entorno cósmico. Esto incluye cambios periódicos en la órbita de la Tierra, variaciones en la emisión del sol, estallidos de rayos gamma y, por supuesto, impactos de meteoritos.

Solo mirar la Luna y su superficie picada debería recordarnos eso, dado que la Tierra es más de 80 veces más masiva que su satélite gris. De hecho, trabajos recientes han señalado la importancia de los impactos de meteoritos en la producción de la corteza continental en la Tierra, ayudando a formar «semillas» flotantes que flotaron en la capa más externa de nuestro planeta en su juventud.

Nosotros y nuestro equipo internacional de colegas ahora hemos identificado un ritmo en la producción de esta corteza continental temprana, y el tempo apunta a un mecanismo impulsor verdaderamente grandioso. Este trabajo acaba de ser publicado en la revista Geology.

El ritmo de producción de la corteza en la Tierra

Muchas rocas en la Tierra se forman a partir de magma fundido o semifundido. Este magma se deriva directamente del manto, la capa predominantemente sólida pero que fluye lentamente debajo de la corteza del planeta, o de la cocción de fragmentos aún más antiguos de la corteza preexistente. A medida que el magma líquido se enfría, finalmente se congela y se convierte en roca sólida.

A través de este proceso de enfriamiento de la cristalización del magma, los granos minerales crecen y pueden atrapar elementos como el uranio que se descomponen con el tiempo y producen una especie de cronómetro que registra su edad. No solo eso, sino que los cristales también pueden atrapar otros elementos que rastrean la composición de su magma parental, como un apellido podría rastrear la familia de una persona.

Con estas dos piezas de información, edad y composición, podemos reconstruir una línea de tiempo de producción de corteza. Luego, podemos decodificar sus frecuencias principales, utilizando la magia matemática de la transformada de Fourier. Esta herramienta básicamente decodifica la frecuencia de los eventos, al igual que descifrar los ingredientes que se han metido en la licuadora para un pastel.

Nuestros resultados de este enfoque sugieren un ritmo aproximado de 200 millones de años para la producción de corteza en la Tierra primitiva.

Nuestro lugar en el cosmos

Pero hay otro proceso con un ritmo similar. Nuestro sistema solar y los cuatro brazos espirales de la Vía Láctea giran alrededor del agujero negro supermasivo en el centro de la galaxia, pero se mueven a diferentes velocidades.

Los brazos espirales orbitan a 210 kilómetros por segundo, mientras que el sol se desplaza a 240 km por segundo, lo que significa que nuestro sistema solar entra y sale de los brazos de la galaxia. Puede pensar en los brazos espirales como regiones densas que ralentizan el paso de las estrellas como un atasco de tráfico, que solo se despeja más adelante en la carretera (o a través del brazo).

Este modelo da como resultado aproximadamente 200 millones de años entre cada entrada que hace nuestro sistema solar en un brazo espiral de la galaxia.

Entonces, parece haber una posible conexión entre el momento de la producción de la corteza en la Tierra y el tiempo que lleva orbitar los brazos espirales galácticos, pero ¿por qué?

Huelgas de la nube

En los confines distantes de nuestro sistema solar, se cree que una nube de escombros rocosos helados llamada nube de Oort orbita alrededor de nuestro sol.

A medida que el sistema solar se mueve periódicamente hacia un brazo en espiral, se propone que la interacción entre este y la nube de Oort desprenda material de la nube, enviándolo más cerca del sistema solar interior. Parte de este material puede incluso golpear la Tierra.

La Tierra experimenta impactos relativamente frecuentes de los cuerpos rocosos del cinturón de asteroides, que en promedio llegan a velocidades de 15 km por segundo. Pero los cometas expulsados ​​de la nube de Oort llegan mucho más rápido, en promedio a 52 km por segundo.

Argumentamos que son estos impactos periódicos de alta energía los que son rastreados por el registro de producción de corteza preservado en pequeños granos minerales. Los impactos de los cometas excavan grandes volúmenes de la superficie de la Tierra, lo que lleva a la fusión por descompresión del manto, no muy diferente de hacer estallar un corcho en una botella de gaseosa.

Esta roca fundida, enriquecida en elementos ligeros como el silicio, el aluminio, el sodio y el potasio, flota efectivamente sobre el manto más denso. Si bien hay muchas otras formas de generar corteza continental, es probable que el impacto en nuestro planeta primitivo formara semillas flotantes de corteza. El magma producido a partir de procesos geológicos posteriores se adherirá a esas primeras semillas.

¿Heraldos de la fatalidad o jardineros de la vida terrestre?

La corteza continental es vital en la mayoría de los ciclos naturales de la Tierra: interactúa con el agua y el oxígeno, formando nuevos productos degradados que albergan la mayoría de los metales y el carbono biológico.

Los grandes impactos de meteoritos son eventos catastróficos que pueden destruir la vida. Sin embargo, los impactos pueden muy bien haber sido clave para el desarrollo de la corteza continental en la que vivimos.

Con el paso reciente de asteroides interestelares a través del sistema solar, algunos incluso han llegado a sugerir que transportaron vida a través del cosmos.

Independientemente de cómo vinimos a estar aquí, en una noche despejada es impresionante mirar hacia el cielo y ver las estrellas y la estructura que trazan, y luego mirar hacia abajo a los pies y sentir los granos minerales, la roca y la corteza continental debajo. —todos enlazados a través de un ritmo grandioso en verdad.

Con información de Phys.org

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