Faltan mil millones de años en el registro geológico: a dónde pudo haber ido

El registro geológico es exactamente eso: un registro. Los estratos de roca le dicen a los científicos sobre entornos pasados, como las páginas de una enciclopedia. Excepto que a este libro de referencia le faltan más páginas de las que le quedan. Por lo tanto, los geólogos tienen la tarea no solo de comprender lo que hay allí, sino también de descubrir qué no es y adónde fue.
Una omisión en particular ha desconcertado a los científicos durante más de un siglo. Notado por primera vez por John Wesley Powell en 1869 en las capas del Gran Cañón, la Gran Inconformidad, como se sabe, representa más de mil millones de años de rocas perdidas en ciertos lugares.
Los científicos han desarrollado varias hipótesis para explicar cómo y cuándo se pudo haber erosionado esta asombrosa cantidad de material. Ahora, el geólogo de la UC Santa Barbara Francis Macdonald y sus colegas en la Universidad de Colorado, Boulder y en el Colorado College creen que pueden haber descartado uno de los más populares. Su estudio aparece en las Actas de la Academia Nacional de Ciencias.
"Hay inconformidades en todo el registro de rock", explicó Macdonald, profesor del Departamento de Ciencias de la Tierra. "Las inconformidades son solo brechas en el tiempo dentro del registro de rock. Esta se llama la Gran Inconformidad porque se pensaba que era una brecha particularmente grande, tal vez una brecha global".
Un pensamiento principal es que los glaciares recorrieron kilómetros de roca alrededor de 720 a 635 millones de años atrás, durante un tiempo conocido como Snowball Earth, cuando el planeta estaba completamente cubierto de hielo. Esta hipótesis incluso tiene el beneficio de ayudar a explicar la rápida aparición de organismos complejos poco después, en la explosión cámbrica, ya que todo este material erosionado podría haber sembrado los océanos con enormes cantidades de nutrientes.
Macdonald era escéptico de este razonamiento. Aunque los análogos de la Gran Inconformidad aparecen en todo el mundo, con cantidades similares de roca que faltan en períodos de tiempo similares, no se alinean perfectamente. Esto arroja dudas sobre si realmente fueron erosionados por un evento global como Snowball Earth.

Parte del desafío de investigar la Gran Inconformidad es que sucedió hace mucho tiempo, y la Tierra es un sistema desordenado. "Estas rocas han sido enterradas y erosionadas varias veces a lo largo de su historia", dijo Macdonald.
Afortunadamente, el equipo pudo probar esta hipótesis utilizando una técnica llamada termocronología. A pocos kilómetros debajo de la superficie de la Tierra, la temperatura comienza a aumentar a medida que te acercas al manto caliente del planeta. Esto crea un gradiente de temperatura de aproximadamente 50 grados centígrados por cada kilómetro de profundidad. Y este régimen de temperatura puede quedar impreso en ciertos minerales.
A medida que ciertos elementos radiactivos en las rocas se descomponen, se produce Helium-4. De hecho, el helio se genera constantemente, pero la fracción retenida en diferentes minerales es una función de la temperatura. Como resultado, los científicos pueden usar la proporción de helio a torio y uranio en ciertos minerales como un paleo-termómetro. Este fenómeno permitió a Macdonald y sus coautores rastrear cómo la roca se movía en la corteza a medida que fue enterrada y erosionada a través de los siglos.
"Estas inconformidades se están formando una y otra vez a través de procesos tectónicos", dijo Macdonald. "Lo que es realmente nuevo es que ahora podemos acceder a esta historia mucho más antigua".
El equipo tomó muestras de granito justo debajo del límite de la Gran Inconformidad en Pikes Peak en Colorado. Extrajeron granos de un mineral particularmente resistente, el circón, de la piedra y analizaron los radio nucleótidos de helio contenidos en el interior. La técnica reveló que varios kilómetros de roca habían sido erosionados por encima de este granito entre 1,000 y 720 millones de años atrás.

Es importante destacar que este período de tiempo definitivamente llegó antes de los episodios de Snowball Earth. De hecho, se alinea mucho mejor con los períodos en que el supercontinente Rodinia se estaba formando y rompiendo. Esto ofrece una pista sobre los procesos que pueden haber afectado estos años desde el registro geológico.
"La hipótesis básica es que esta erosión a gran escala fue impulsada por la formación y separación de supercontinentes", dijo Macdonald.
El ciclo de formación y separación de supercontinentes de la Tierra eleva y erosiona extensiones increíbles de roca durante largos períodos de tiempo. Y debido a que los procesos supercontinentes, por definición, involucran mucha tierra, sus efectos pueden aparecer bastante sincrónicos en todo el registro geológico.
Sin embargo, estos procesos no ocurren simultáneamente, como lo harían en un evento global como Snowball Earth. "Es un proceso desordenado", dijo Macdonald. "Hay diferencias, y ahora tenemos la capacidad de resolver esas diferencias y sacar ese récord".
Si bien los resultados de Macdonald son consistentes con un origen tectónico para estas grandes inconformidades, no terminan el debate. Los geólogos deberán complementar este trabajo con estudios similares en otras regiones del mundo para restringir mejor estos eventos.
El misterio de la Gran Inconformidad está intrínsecamente ligado a otros dos grandes enigmas de la geología: el ascenso y la caída de Snowball Earth y la repentina aparición de vida compleja en el Ediacarán y el Cámbrico. El progreso en cualquiera podría ayudar a los investigadores a resolver el problema.
"La explosión cámbrica fue el dilema de Darwin", comentó Macdonald. "Esta es una pregunta de 200 años. Si podemos resolver eso, definitivamente seríamos estrellas de rock".