Introducción
Un artículo publicado en Proceedings of the National Academy of Sciences presenta nuevas pruebas de que rocas que abarcan hasta mil millones de años fueron modeladas por glaciares antiguos durante el periodo de la Tierra Bola de Nieve (glaciación global).
La Gran Inconformidad
El hallazgo aporta datos al debate sobre el origen de la Gran Inconformidad, una brecha temporal en el registro geológico asociada a la erosión de rocas de hasta 5 km de espesor en distintas regiones del planeta.
“El hecho de que falten rocas sedimentarias de este periodo en tantos lugares ha sido uno de los aspectos más desconcertantes del archivo geológico”, comentó C. Brenhin Keller, profesor asociado de Ciencias de la Tierra y principal investigador del estudio. “Con estos resultados el patrón empieza a tener mucho más sentido”.
Contexto histórico
La Gran Inconformidad fue identificada por primera vez en el Gran Cañón a finales del siglo XIX. Se observa donde capas de rocas de distintas épocas se superponen, a menudo con rocas portadoras de fósiles directamente sobre rocas sin fósiles.
“Este es un período fascinante en la historia de la Tierra”, explicó Kalin McDannell, investigador postdoctoral de Dartmouth y autor principal del artículo. “La Gran Inconformidad sentó las bases para la explosión cámbrica, un salto abrupto en el registro fósil que siempre ha intrigado”.
Hipótesis en competencia
Durante más de un siglo los científicos han buscado explicar la pérdida de tiempo geológico. En los últimos cinco años surgieron dos teorías contrapuestas:
- Una atribuye la erosión masiva a los glaciares continentales durante la Tierra Bola de Nieve, entre 700 y 635 Mya.
- La otra apunta a una serie de eventos tectónicos vinculados al ensamblaje y ruptura del supercontinente Rodinia, entre mil y 550 Mya.
Métodos de termocronología
El equipo de Keller, que en 2019 propuso la hipótesis glacial, utilizó indicadores geoquímicos y datos termocronométricos para demostrar una erosión extensa durante el intervalo criogénico. El nuevo estudio amplía esos hallazgos mediante modelado termocronológico independiente que muestra enfriamiento y exhumación de varios kilómetros en una amplia zona de América del Norte.
La termocronología permite estimar la temperatura que los cristales minerales han experimentado a lo largo del tiempo y su posición dentro de la corteza continental. Con estos datos se puede inferir cuándo se eliminaron las rocas faltantes y cuándo las rocas expuestas hoy emergieron a la superficie.
Resultados
Analizando datos termocronométricos publicados de cuatro cratones norteamericanos —regiones químicamente y físicamente estables donde la actividad tectónica era escasa—, los investigadores simularon trayectorias tiempo‑temperatura. Detectaron una señal generalizada de enfriamiento rápido y erosión de 2‑3 km durante las glaciaciones de la Tierra Bola de Nieve.
“Mientras otros estudios han cuestionado el origen glacial, la magnitud global de la Gran Inconformidad requiere una evaluación igualmente global”, afirmó McDannell. “La glaciación es la explicación más simple para una erosión tan extensa, ya que se cree que los hielos cubrían gran parte de América del Norte y son eficientes excavadores de roca”.
Comparación con la hipótesis tectónica
En 2020 otro grupo propuso que la tectónica, no los glaciares, había sido la causa principal, basándose en un análisis termocronológico de una única zona tectónicamente activa y sugiriendo que la erosión ocurrió antes de la Tierra Bola de Nieve. Keller comentó: “El concepto es simple: algo quitó una gran cantidad de roca, creando un vacío temporal. Nuestra investigación muestra que solo la erosión glacial puede explicar una escala tan grande”.
Implicaciones biológicas
Los autores señalan que la erosión glacial habría aportado sedimentos ricos en nutrientes al océano, creando un entorno propicio para la aparición de organismos complejos alrededor de los 530 Mya, coincidiendo con la explosión cámbrica.
Conclusiones y perspectivas
Ambas hipótesis no son mutuamente excluyentes; tectónica y glaciación podrían haber contribuido conjuntamente. Sin embargo, la erosión glacial parece ser la única explicación viable para la pérdida de roca en el interior de los continentes, lejos de los márgenes tectónicos.
Este es el primer estudio que aplica modelado termocronológico a un intervalo que supera el mil millones de años. Los investigadores planean replicar la metodología en otros continentes para seguir probando las teorías sobre la génesis y preservación de la Gran Inconformidad. Resolver estas brechas es esencial para comprender la historia temprana de la Tierra y la interacción entre procesos climáticos, tectónicos y biogeoquímicos.
“El hecho de que haya erosión tectónica en los márgenes del cratón no descarta la glaciación. Las inconformidades son rasgos compuestos, y nuestro trabajo sugiere que la erosión criogénica fue un factor clave, aunque otras etapas erosivas también pudieron participar”, concluye McDannell.
Fuentes
Dartmouth College | Kalin T. McDannell, C. Brenhin Keller, William R. Guenthner, Peter K. Zeitler, David L. Shuster, Thermochronologic constraints on the origin of the Great Unconformity, Proceedings of the National Academy of Sciences Feb 2022, 119(5) e2118682119; DOI:10.1073/pnas.2118682119
