Más de mil millones de años de historia geológica faltan en las paredes del Gran Cañón, y ahora, los científicos quizá ya sepan por qué.
En los costados del cañón, rocas metamórficas e ígneas antiguas, formadas hace 1.7 mil millones de años, se ubican directamente bajo rocas sedimentarias más jóvenes depositadas hace 500 millones de años. El tramo de historia de 1.2 mil millones de años que hay entre ambos no se conservó, dejando un vacío geológico conocido como la Gran Desconformidad.
Este periodo ausente fue una época muy importante en la historia de la Tierra, porque ocurrió justo antes y durante la Cambrian explosion, que presenció una gran diversificación de la vida en la Tierra. La Gran Desconformidad no se limita al Gran Cañón; existen huecos considerables en las capas de roca de esa época a lo largo de América del Norte, la región báltica de Europa y en el norte de China. Los investigadores han debatido durante mucho tiempo por qué existe esta desconformidad.
Ahora, un nuevo modelo del movimiento de la capa interna de la Tierra, el manto, ha revelado una explicación: la circulación lenta impulsada por el calor del manto empujó estas tres regiones hacia arriba durante la época en que se formó la Gran Desconformidad, según una investigación publicada el 4 de noviembre en la revista Nature.
Este levantamiento habría facilitado la erosión, lo que significa que los sedimentos formados en ese periodo cayeron de los continentes y terminaron en el océano. De manera importante, el modelo también muestra que en los últimos 540 millones de años, estas mismas áreas comenzaron a hundirse en lugar de elevarse, creando zonas donde los sedimentos quedaron atrapados y siguieron apilándose en capas ordenadas sobre los continentes —marcando el punto en que la Gran Desconformidad llega a su fin. Esto coincide con lo que los geólogos pueden observar en América del Norte, los Balts y el norte de China.
“Analizamos dónde serían los mejores lugares para que el manto ayude a crear una Gran Desconformidad”, comentó a Live Science el coautor del estudio Nicolas Flament, geocientífico de la Universidad de Wollongong en Australia. “Y resultó que estos tres lugares son precisamente tres sitios en los que se sabe que la extensión es bastante amplia.”
La causa de la Gran Desconformidad es un tema muy debatido, con algunos que sostienen que un congelamiento global conocido como Snowball Earth podría haber desplazado sedimentos desde los continentes en ese periodo. Probablemente la glaciación desempeñó un papel importante en la erosión, dijo Flament, pero el nuevo estudio sugiere que el motor clave estaba muy dentro del planeta. Sin que el manto empujara los continentes hacia arriba, los glaciares y otras fuerzas erosivas no habrían tenido inclinación para empujar los sedimentos hacia abajo, comentó.
Flujo constante
La Tierra está en un estado constante de reciclaje de la corteza a través de la tectónica de placas, aseguró Shanan Peters, geólogo de la Universidad de Wisconsin–Madison que no participó en el estudio. La corteza oceánica se hunde de vuelta al manto mediante el proceso de subducción —cuando una placa tectónica se sumerge bajo otra. Los químicos que transporta hacia abajo se liberan de nuevo a la atmósfera a través de erupciones volcánicas, enlazando el manto con la atmósfera.
Y la tectónica no es estable. A medida que los continentes se separan y vuelven a unirse a lo largo de eones, se empujan hacia la corteza diferentes materiales. Por ejemplo, el antiguo océano Paleo-Tethys, que rozaba las costas de la superficie del supercontinente Pangea hasta que se cerró hace unos 200 millones de años, era rico en sedimentos que contenían carbono erodados de los continentes, explicó Peters. Cuando el fondo oceánico fue subducido de nuevo al manto, este carbono se empujó a las profundidades del planeta.
Contribuye al entorno en el que evolucionó la vida compleja.
Nicolas Flament, geocientífico de la Universidad de Wollongong en Australia
Hoy, en cambio, la mayor parte de la subducción de la Tierra ocurre alrededor del Cinturón del Pacífico, y gran parte del fondo del Pacífico está alejado de los continentes; el lecho marino es relativamente pobre en carbono. Lo que se está empujando ahora hacia el manto tiene, por lo tanto, una composición química diferente a la que existía hace 200 millones de años.
En ese sentido, referirse a la Gran Desconformidad como “información faltante” no es exacto, dijo Peters a Live Science. En su lugar, la ausencia de un registro rocoso en esos lugares en ese periodo revela algo sobre los procesos que ocurrían entonces —y sugiere cómo la geología podría haber estado afectando la atmósfera, y así la evolución de la vida.
Los procesos geológicos que ocurrían durante la época de la Gran Desconformidad podrían haber preparado el terreno para la Cambrian explosion, comentó Peters. Por ejemplo, las rocas cristalinas expuestas en la superficie en ese momento podrían haber liberado elementos como potasio, hierro, manganeso y carbono hacia los mares a un ritmo elevado, lo que habría llevado a la vida marina a inventar la biomineralización —conchas— en respuesta y, posiblemente, habría cambiado la composición de la atmósfera de la Tierra hacia un mayor contenido de oxígeno, señaló Peters.
Flament coincidió en que los cambios geológicos tuvieron efectos importantes para la vida. “Contribuye al entorno en el que evolucionó la vida compleja”, afirmó Flament.
Lo particularmente interesante de la Gran Desconformidad es cómo revela no solo un periodo de erosión, sino también un cambio hacia la deposición de sedimentos. El nuevo artículo ofrece una explicación para ambos, afirmó Peters, y los cambios en el manto son precisamente el proceso a escala planetaria para explicar este fenómeno global.
“Me parece que esta parece la única manera razonable de ir y volver entre este estado a lo largo del tiempo”, señaló.
Aún quedan preguntas sobre qué más estaban haciendo los continentes en ese periodo. Peters lidera un esfuerzo llamado Macrostrat que está reuniendo observaciones de capas de roca alrededor del mundo, y Flament dijo que espera que esa base de datos sirva para verificar en terreno los hallazgos de los nuevos modelos.
“Hasta ahora en África y Rusia, no contamos con una base de datos tan completa”, afirmó. “Una vez que eso esté hecho, podemos ir y comprobar si la idea funciona.”
