La tectónica de placas puede no ser una característica permanente de la Tierra. El proceso que forma montañas, provoca terremotos y conduce a los continentes del planeta a reorganizarse tan lentamente podría terminar miles de millones de años en el futuro, sugieren nuevas simulaciones.
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"Hemos sabido por un tiempo que la tectónica de placas es solo uno de un espectro de estados tectónicos en los que podría estar un planeta", dice Craig O'Neill, científico planetario de la Universidad Macquarie en Australia.
Los planetas como Marte y Mercurio se encuentran en un estado de tapa estancada. La capa más externa, llamada litosfera, de estos planetas es demasiado gruesa para que el interior del planeta se rompa y produzca actividad tectónica. Los científicos habían asumido que eventualmente la Tierra alcanzaría un estado similar, pero falta evidencia, dice O'Neill. "Simplemente no tenemos suficientes planetas para poder sacar conclusiones reales".
Así que O'Neill y sus colegas se propusieron modelar la evolución de la Tierra y ver qué le depara el futuro a nuestro planeta. Pero incluso con las supercomputadoras modernas, no hay suficiente potencia informática para simular toda la Tierra tridimensional en toda su historia. En cambio, el grupo construyó una simulación bidimensional simplificada de la Tierra que modela la evolución del planeta desde su formación hace 4.500 millones de años hasta más de 5.000 millones de años en el futuro. Incluso entonces, una sola carrera tomó 3 semanas, señala O'Neill.
El modelo simplificado permitió al equipo probar diferentes puntos de partida para la temperatura de la Tierra primitiva, una variable que actualmente se desconoce porque no tenemos rocas de los primeros 500 millones de años de la historia del planeta. "Una de las grandes debilidades en [nuestra] comprensión de la evolución de la Tierra en este momento es que no sabemos cómo comenzó realmente", dice O'Neill.
Los científicos solían suponer que el proceso de acreción —cuando pequeños fragmentos del sistema solar primitivo se unieron para formar un planeta— fue un proceso bastante frío, y que los planetas solo se calentaron más tarde a medida que los elementos radiactivos en el interior decaían.
"En estos días, creemos que se introdujo una gran cantidad de energía durante el proceso de acumulación", dice. “Tienes muchos cuerpos grandes chocando entre sí. Generan mucho calor al impactar ”. Y los elementos radiactivos de corta duración, como el aluminio 26 y el hierro 60, que ya no se pueden encontrar en el sistema solar, pueden haber calentado aún más las cosas.
El equipo descubrió que el estado inicial del planeta puede afectar dramáticamente su ciclo de vida. Cuando el planeta en el modelo comenzó más frío, desarrolló rápidamente la tectónica de placas, perdiendo la característica después de solo 10 a 15 mil millones de años.
Pero una Tierra más caliente, que O'Neill cree que es más probable, da como resultado un planeta que es lento para desarrollar tectónica de placas. Comienza en un estado similar a la luna Io de Júpiter, que está cubierta de volcanes activos pero no tiene placas tectónicas. Luego, el modelo muestra un planeta en el que la tectónica de placas se enciende y apaga durante 1 a 3 mil millones de años. (Este es un período de tiempo para nuestro planeta en el que el registro geológico es irregular, y algunos geólogos, incluido O'Neill, han concluido que existe un fuerte argumento para la tectónica intercalada durante este tiempo. "Vale la pena señalar que eso no está totalmente de acuerdo sobre ", dice.)
Las simulaciones muestran una Tierra que finalmente se establece en miles de millones de años de tectónica de placas antes de enfriarse lo suficiente como para que eso termine, en otros 5 mil millones de años más o menos. "En algún momento", dice O'Neill, "la Tierra se ralentizará y esa litosfera se volverá cada vez más gruesa hasta el punto en que sea demasiado fuerte y demasiado gruesa para que el interior pueda romperla más. "
Los investigadores informan sus hallazgos en la edición de junio de Física de la Tierra y los interiores planetarios .
Las rocas "son las mejores cosas en las que debemos confiar para contarnos sobre el pasado", dice Bradford Foley, geodinámico de la Carnegie Institution de Washington. Y sin ellos, los científicos tienen que confiar en modelos teóricos. Pero hay muchas incertidumbres que se incorporan a ellas, señala Foley. Por ejemplo, el equipo de O'Neill podría haber obtenido resultados diferentes si hubieran utilizado fórmulas diferentes que describan la forma en que se forman las rocas. Ninguno de los modelos que se están desarrollando hoy para describir la evolución del planeta está cerca de ser definitivo, dice Foley.
Pero tales modelos pueden ayudar a explorar lo que podría haber sucedido en la Tierra, así como en otros planetas del universo. La tectónica de placas es importante para el ciclo del carbono de la Tierra y ayuda a regular la cantidad de dióxido de carbono en la atmósfera. "Este ciclo ayuda a mantener el clima de la Tierra estabilizado en un rango templado agradable", señala Foley. Esta es una de las razones por las cuales los científicos una vez asumieron que un planeta sin tectónica de placas no podría albergar vida, o al menos vida compleja.
Otros factores, como el agua líquida y la composición de la atmósfera de un exoplaneta, también pueden influir en la habitabilidad de un planeta, señala O'Neill. Por lo tanto, es posible encontrar vida en algún lugar del universo en un planeta que no se mueve y tiembla como la Tierra.
