Los continentes de la Tierra pueden haber nacido bajo grandes cadenas montañosas como los Andes.
Una nueva investigación que combina un misterioso oligoelemento perdido, una roca de 66 millones de años eructada por un antiguo volcán y una base de datos de toda la química de las rocas analizada por los científicos en el siglo pasado explica por qué la Tierra tiene continentes. Publicado el 16 de enero en la revista Nature Communications, el estudio sugiere que donde nacen las montañas, también lo son los continentes.
"Es como un rompecabezas", dijo el líder del estudio Ming Tang, un investigador postdoctoral en geología de la Universidad de Rice en Houston. "Falta una parte en este rompecabezas continental, y parece que encontramos la respuesta".
La pieza que falta
La pieza que falta es un metal de tierras raras llamado niobio. En la capa media de la Tierra, llamada el manto, así como en la corteza oceánica (la parte de la capa externa del planeta cubierta por mares), el niobio y otro elemento de tierras raras, el tantalio, suelen coexistir en una proporción constante. La corteza continental es extraña, dijo Tang a Live Science. La corteza que compone los continentes es relativamente baja en niobio.
El caso de la falta de niobio en la corteza continental ha molestado a los geocientíficos durante décadas. Tang fue a buscarlo en una base de datos de geoquímica de rocas mantenida por el Instituto Max Planck en Alemania. Buscó en zonas de subducción, donde la corteza se estruja en el manto y se forman magmas. Ese magma, cuando se enfría, tiene el potencial de crear continentes. Tang descubrió que no faltaba niobio en muchas de estas zonas de subducción. Pero estuvo extrañamente ausente en regiones particulares de construcción de montañas como los Andes.
Los Andes son una región masiva de construcción de montañas, impulsada por la tectónica cercana de una zona de subducción. A medida que la corteza oceánica de la costa de América del Sur se agrieta debajo de la corteza continental, los inquietos Andes se elevan y el magma brota de algunos de los volcanes de mayor altitud en la Tierra, dijo Tang.
Las regiones como los Andes, que se forman sobre una zona de subducción, se conocen como arcos continentales, y son especiales porque la corteza allí es aproximadamente dos veces más gruesa que la corteza continental regular, dijo Tang. Desafortunadamente, la química de las rocas en el fondo de esta corteza es un misterio. A casi 50 millas (80 kilómetros) debajo de la superficie, estas rocas son inaccesibles.
Entra en el xenolito
Afortunadamente, las montañas de Sierra Nevada del oeste de los Estados Unidos solían ser una región activa de construcción de montañas, como los Andes en la actualidad. Tang, junto con el petrólogo Cin-Ty Lee de la Universidad de Rice, y sus colegas analizaron una muestra de roca que se formó hace unos 66 millones de años y fue empujada a la superficie en una erupción volcánica hace unos 25 millones de años. Esta roca, llamada xenolito, se formó originalmente en las profundidades de la base de Sierra Nevada cuando eran un arco continental activo: los investigadores encontraron la roca en Arizona.
La roca "podría proporcionar un análogo muy agradable y excelente a la corteza profunda debajo de los Andes", dijo Tang.
El análisis mostró que el xenolito de arco continental tenía niobio adicional. Tang y sus colegas habían encontrado el elemento de tierras raras perdido del continente: el niobio perdido está atrapado en el fondo de los arcos continentales.
El niobio queda atrapado tan profundo debido a las condiciones únicas debajo de estas secciones súper gruesas de la corteza terrestre. Bajo arcos continentales, debido a la gruesa corteza, el manto está bajo alta presión, dijo Tang. Bajo alta presión, un mineral de titanio llamado rutilo se cristaliza en el magma. El rutilo atrapa grandes cantidades de niobio y no mucho tántalo. También es muy denso, por lo que cae profundamente dentro de la corteza a medida que otras rocas circulan hacia la superficie.
Debido a que a la corteza continental le falta niobio, debe haberse formado bajo estas condiciones de arco continental, dijo Tang. Y eso significa que lugares como los Andes probablemente tenían la semilla de todos los continentes en la Tierra hoy.
"Cada parte del continente en el que estamos parados probablemente comenzó con estos procesos de construcción de montañas", dijo Tang.
