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Un afloramiento rocoso en una esquina remota del norte de Quebec parece sereno en su misterioso aislamiento en la costa este de la Bahía de Hudson de Canadá.

Pero en las últimas dos décadas, este remanente expuesto del antiguo fondo del océano, conocido como el cinturón Nuvvuagittuq Greenstone, ha sido un campo de batalla científico acalorado en la búsqueda para identificar la roca más antigua de la Tierra.

Una nueva investigación sugiere que el sitio geológico alberga los fragmentos sobrevivientes más antiguos conocidos de la corteza terrestre, que se remonta a 4,16 mil millones de años. Es la única roca determinada que es del primero de cuatro eones geológicos en la historia de nuestro planeta: el Hadeanque comenzó hace 4.600 millones de años cuando el mundo era caliente, turbulento y parecido al infierno.

“Las rocas son libros para geólogos … y en este momento nos estamos perdiendo el libro (en Hadean). El cinturón Nuvvuagittuq Greenstone sería al menos una página de ese libro, por eso es tan importante”, dijo el geólogo Jonathan O’Neil, autor de la investigación publicada el jueves. En la revista Science.

El cinturón Nuvvuagittuq Greenstone ha sido fechado varias veces por diferentes grupos de investigación, con resultados ampliamente divergentes. La mayoría está de acuerdo La roca tiene al menos 3.75 mil millones de años, pero eso no lo convertiría en la Earth, más antigua.

El complejo Acasta Gneiss, un grupo de rocas expuestas a lo largo de una orilla del río casi 200 millas (300 kilómetros) al norte de Yellowknife, en el noroeste de Canadá, está más acordado para ser la formación geológica más antigua del planeta. Estas rocas son fechado inequívocamente A los 4.03 mil millones de años, marcando el límite entre el Hadean Eon y el próximo capítulo de la historia de la Tierra: el Archean. (Hay rocas más antiguas en el planeta, pero no del planeta, que no son parte de este debate: Algunos meteoritos tienen 4.500 millones de años.)

A Papel controvertido de 2008 Coautor por O ‘Neil, quien ha estado estudiando el sitio desde que era un estudiante de doctorado, argumentó que Nuvvuagittuq Greenstone Belt tenía 4.300 millones de años; Sin embargo, otros geólogos se desanimaron con los límites de las técnicas de datación y cómo se interpretaron los datos. Con este último artículo, O’Neil, ahora profesor asociado en la Universidad de Ottawa en el Departamento de Tierra y Ciencias Ambientales, tiene como objetivo demostrar que sus críticos están equivocados.

Cómo salir con rock

Las rocas de datación implican el uso de técnicas radiométricas que aprovechan la descomposición radiactiva natural y espontánea de ciertos elementos en la roca, que actúa como un tipo de reloj.

O’Neil usa una analogía de reloj de arena: Imagine contando granos de arena en la parte superior (elementos radiactivos) y la parte inferior (elementos producidos a partir de la descomposición radiactiva). Conocer la velocidad de los granos que fluyen (que representa la tasa de descomposición) permite a los científicos que datan de las rocas. Algunos de estos relojes radiométricos son robustos y pueden soportar las altas temperaturas y presiones que la corteza terrestre ha soportado sobre los eones, mientras que otros se ven más afectados por estos procesos.

El estándar de oro y la forma más fácil de salir con formaciones rocosas muy antiguas es con un mineral muy duro conocido como circón. Estos pequeños cristales incorporan un poco de uranio en su estructura, y los investigadores pueden identificar su edad midiendo la descomposición radiactiva de los átomos de uranio, que se convierten en plomo a un ritmo conocido.

Sin embargo, el cinturón Nuvvuagittuq Greenstone, que se mapeó después de un estudio geológico en la década de 1960, pero primero atrajo la atención científica a principios de la década de 2000, contiene muy pocas rocas con circones de circones, ya que rara vez ocurren en especímenes con niveles más bajos de silicio, incluidas las que alguna vez fueron una antigua corteza oceánica.

“Tratamos de encontrar circones. Simplemente no están allí, o se formaron en un momento posterior durante el metamorfismo o la cocción de las rocas”, dijo O’Neil. La roca metamórfica es la que ha sido transformada por calor, presión u otras fuerzas naturales.

En cambio, para el nuevo estudio, O’Neil recurrió al elemento de tierras raras Samario, que se descompone en el elemento neodimio. Es una técnica que se ha utilizado hasta la fecha de meteoritos porque los elementos solo estaban activos hace más de 4 mil millones de años.

“La controversia sobre la edad es que algunas personas creen que el reloj que usamos no es bueno o fue afectado (por otros procesos geológicos)”, dijo.

“Es un debate sobre lo que exactamente estamos mediante el tiempo porque no podemos usar circón, y algunas personas en mi campo solo estarían convencidas por los circones”.

O’Neil dijo que la técnica era valiosa en este caso porque es posible medir la descomposición de dos variantes, o isótopos, de Samario en dos isótopos distintos de neodimio, esencialmente obteniendo dos relojes por el precio de uno. El último artículo se centró en un tipo específico de roca antigua metamórfica, intrusiones metagabbroicas, muestreadas desde dentro de la cinta, y los dos puntos de datos convergieron en la misma edad: 4.16 mil millones de años.

Esta edad, concluyó el estudio, significaba que “al menos un pequeño remanente” de la corteza de Hadean se conservaba en el cinturón Nuvvuagittuq Greenstone, que proporcionaría ideas invaluables sobre los orígenes de la Tierra y cómo se formó la vida.

Las rocas cercanas de la misma ubicación pueden preservar varias firmas de la vida del EON, así como los microfósiles, filamentos y tubos pequeños formados por bacterias, señaló Dominic Papineau, un científico de investigación senior del Instituto de Ciencia e Ingeniería del Sea Deep en la Academia de Ciencias de China. No estaba involucrado en la última investigación, pero ha estudiado fósiles del sitio.

“Las rocas que estaban recientemente fechadas provienen del manto, que no se cree que alberga la vida o sea habitable para la vida”, dijo Papineau, quien también es profesor honorario de biogeoquímica y exobiología precámbrica en el University College London.

“Sin embargo, las rocas sedimentarias adyacentes ahora se confirma que tienen al menos 4,160 millones de años, lo que es” solo “alrededor de 400 millones de años después de la acumulación de nuestro planeta y del sistema solar”, agregó un correo electrónico.

“La evidencia de la vida muy temprana en estas rocas sedimentarias indica que el origen de la vida puede tener lugar muy rápidamente (relativamente hablando), lo que aumenta la probabilidad de que la vida sea común y generalizada en el universo”.

Debate puesto en reposo?

Todavía no está claro si los afloramientos de Nuvvuagittuq serán ampliamente aceptados como las rocas más antiguas de la Tierra, según otros científicos que no participaron en la investigación.

Bernard Bourdon, geoquímico en el Laboratorio de Geología de Lyon en Francia que anteriormente había tomado problemas con las primeras fechas para Nuvvuagittuq Greenstone Belt publicado por O’Neil, dijo que estaba “más convencido” por el último trabajo, y que fue “bien mejorado” en estudios anteriores.

“Lo que es mejor, en comparación con el artículo de 2008, es el hecho de que las dos técnicas … dan la misma edad. Ahí es bien. Ahí es donde criticamos los primeros resultados”, dijo Bourdon, quien también es director de investigación del organismo de investigación científica francesa CNRS.

“Al final, creo que hay más credibilidad en la edad”, dijo, y agregó que tenía algunas “pequeñas dudas” y le gustaría investigar los datos más en profundidad.

La edad de las rocas “sigue siendo un misterio sin resolver”, según Hugo Olierook, geocientífico y investigador senior de la Universidad de Curtin en Australia.

“En ausencia de minerales ‘fáciles’ hasta la fecha, han recurrido a un rock integral, que está lleno de problemas ya que las muestras de roca entera tienen múltiples minerales”, dijo Olierook por correo electrónico.

“Solo se necesita uno de estos minerales para haber sido alterados y su edad se ‘reiniciar’ a una edad más joven para que se caiga toda la casa de las cartas”, agregó, señalando que las temperaturas muy altas y bajas pueden alterar naturalmente la edad de cristalización de los minerales en la roca.

Muy poco es definitivo cuando se trata de rocas y minerales que tienen historias geológicas complejas que abarcan más de 4 mil millones de años, según Jesse Reimink, el profesor de geosciencia de Rudy L. Slingerland Early Career en la Universidad Penn State.

“Incluso si estas rocas tienen ‘solo’ 3,8 mil millones de años, es sorprendente que se conserven. Este trabajo actual presenta datos más convincentes, que respaldan una edad de 4,15 mil millones de años, que el que se produjo anteriormente, lo que ya era convincente”, dijo Reimink.

“Las escalas de tiempo son tan largas, y la historia de estas rocas y minerales es tan torturada que que obtiene cualquier información principal de ellos es bastante sorprendente”.

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