Investigadores de Penn State y la Universidad de Columbia han descubierto que los continentes estables de la Tierra se formaron a través de un calor extremo que superaba los 900 grados Celsius en la corteza inferior. Este proceso involucró elementos radiactivos que migraron hacia arriba para enfriar y fortalecer las masas terrestres. Los hallazgos también ofrecen perspectivas sobre la distribución de minerales y la habitabilidad planetaria.
Durante miles de millones de años, los continentes de la Tierra han proporcionado una base estable para la vida, pero los científicos han intrigado durante mucho tiempo sobre su resistencia. Un nuevo estudio publicado en Nature Geoscience explica que la formación de una corteza continental duradera requirió temperaturas superiores a 900 grados Celsius en la corteza inferior del planeta. A estas temperaturas ultraaltas, elementos radiactivos como el uranio, el torio y el potasio se desplazaron hacia arriba. Al descomponerse, generaron calor pero también lo transportaron lejos de las capas más profundas, permitiendo que la corteza inferior se enfriara, solidificara y ganara fuerza.
La corteza continental tal como existe hoy comenzó a formarse hace unos 3 mil millones de años, evolucionando de una versión anterior menos rica en silicio. La investigación muestra que este proceso demandó temperaturas alrededor de 200 grados Celsius más calientes de lo estimado previamente. El autor principal, Andrew Smye, profesor asociado de geociencias en Penn State, lo comparó con la forja del acero: "El metal se calienta hasta que se vuelve lo suficientemente blando para ser moldeado mecánicamente por golpes de martillo. Este proceso de deformar el metal bajo temperaturas extremas realinea la estructura del metal y elimina impurezas, ambas cosas que fortalecen el metal, culminando en la tenacidad del material que define al acero forjado. De la misma manera, las fuerzas tectónicas aplicadas durante la creación de cadenas montañosas forjan los continentes."
Para llegar a estas conclusiones, el equipo analizó cientos de muestras de rocas de los Alpes en Europa y el suroeste de Estados Unidos, enfocándose en rocas metasedimentarias e metaigneas. Compararon muestras de condiciones de alta temperatura y ultralta temperatura, encontrando que las rocas fundidas por encima de 900°C contenían cantidades significativamente menores de uranio y torio. Smye señaló: "Es raro ver una señal consistente en rocas de tantos lugares diferentes. Es uno de esos momentos eureka en los que piensas 'la naturaleza está tratando de decirnos algo aquí.'"
En épocas anteriores de la historia de la Tierra, la producción de calor radiactivo era aproximadamente el doble de los niveles actuales, lo que permitió una forja tan intensa. Hoy, con menos calor, la formación de corteza estable sería menos probable. Más allá de la geología, el estudio ayuda a localizar minerales críticos como el litio, el estaño y el wolframio, redistribuidos por estos procesos, que son vitales para tecnologías que incluyen smartphones y vehículos eléctricos. Smye explicó: "Los continentes estables son un prerrequisito para la habitabilidad, pero para que ganen esa estabilidad, tienen que enfriarse." Esto también podría ayudar a identificar exoplanetas habitables con mecanismos similares impulsados por el calor.