La Tierra es hoy uno de los planetas más activos en nuestro sistema solar, y probablemente lo fue aún más durante las etapas iniciales de su existencia. Debido a la tectónica de placas que continúa dando forma a la superficie de nuestro planeta, los restos de corteza de la Tierra procedentes de su etapa más antigua son raros, pero no imposibles de encontrar. En una nueva investigación, se ha examinado el mecanismo que ha permitido a algunas rocas antiguas evitar ser recicladas en el interior en convección de la Tierra.

A lo largo y ancho del mundo, existen bloques de corteza arcaica, conocidos como cratones, que han eludido su reciclaje en el interior de nuestro tectónicamente dinámico planeta. Estas anomalías geológicas parecen haber resistido los efectos de grandes deformaciones gracias a la presencia de "raíces", es decir, porciones del manto terrestre que permanecen bajo el cratón, extendiéndose, de modo parecido a las raíces de los dientes, por dentro del resto del manto subyacente.

Al igual que las raíces de los dientes, la raíz de un cratón tiene una composición diferente de la del manto normal del cual sobresale. Es también más fría, lo que provoca que tenga mayor rigidez. Estas raíces se formaron durante antiguos episodios de derretimiento, y son intrínsecamente más ligeras que el manto circundante. El derretimiento eliminó gran parte del calcio, aluminio y hierro que normalmente formarían minerales densos. De este modo, las raíces actúan como balsas flotando sobre el manto, encima de las cuales algunos antiguos fragmentos de corteza continental pueden permanecer a salvo del interior profundo de la Tierra.

Sin embargo, los cálculos geofísicos han sugerido que esta flotabilidad no es suficiente para detener la destrucción de las raíces del manto. Según esos cálculos, las temperaturas más calientes que se cree que existieron en el manto terrestre, hace entre 2.500 y 3.000 millones de años, deberían haber calentado y ablandado la base de estas raíces lo suficiente como para permitir que fueran erosionadas gradualmente desde abajo, provocando por último su destrucción a medida que fueran arrastradas, pieza por pieza, dentro del manto en convección.

Para garantizar la preservación, se requiere un contraste de viscosidad más marcado entre las raíces y el manto subyacente.

Anne Peslier (ESCG-Jacobs Technology) y sus colegas David Bell de la Universidad Estatal de Arizona, y Alan Woodland y Marina Lazarov de la Universidad de Fráncfort, han obtenido mediciones reveladoras del contenido de agua en rocas de la parte más profunda de una raíz del manto. Tales mediciones ofrecen una explicación a este misterio.

Lo que Peslier y sus colegas han descubierto es que a una profundidad de más de 180 kilómetros aproximadamente, el contenido de agua de los olivinos comienza a disminuir con la profundidad, de modo que el olivino de la base misma de la raíz del manto cratónico apenas contiene agua, a juzgar por los análisis de ciertas muestras. Esto hace a los olivinos muy difíciles de deformar o quebrar, y puede generar las condiciones que requieren los modelos geofísicos de estabilidad de la raíz del cratón.

No hay por ahora una explicación clara sobre el motivo por el que el fondo de la raíz del manto posee olivinos secos.

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Hace más de 2.500 millones de años, el medio ambiente de la Tierra difería mucho del actual, sobre todo en lo que se refiere a la composición gaseosa de la atmósfera y la naturaleza de las formas de vida.

Aunque la atmósfera actual se compone de cerca de un 21 por ciento de oxígeno, la atmósfera antigua casi no contenía dicho gas. La vida se limitaba a organismos unicelulares. La compleja vida con la que estamos hoy familiarizados, incluyendo los animales y por supuesto los seres humanos, no era posible en un ambiente carente de oxígeno.

La atmósfera que sustenta la vida de los habitantes actuales de la Tierra no se formó de un día para otro. En el nivel más básico, la actividad biológica marina ha conformado las concentraciones de oxígeno en la atmósfera durante los últimos cientos de millones de años.

En un estudio finalizado recientemente, los investigadores Brian Kendall y Ariel Anbar de la Universidad Estatal de Arizona, junto con colegas de otras instituciones, han demostrado que "los oasis de oxígeno" en la superficie del océano fueron lugares donde se generaron cantidades importantes de este gas, mucho antes de que el hoy vital elemento comenzara a acumularse en la atmósfera.

Hacia finales de este período, la Tierra fue testigo de la aparición de microbios conocidos como cianobacterias. Estos organismos capturaban la luz solar para producir energía. Durante este proceso, alteraron la atmósfera terrestre con su producción de oxígeno, que era un producto de desecho para ellos, pero esencial para la vida posterior. Este oxígeno entró en el agua del mar, y de allí, parte del mismo escapó a la atmósfera.

La nueva investigación muestra que la acumulación de oxígeno en la Tierra comenzó en la superficie oceánica de las regiones cercanas a los continentes, en las cuales debió existir el mayor suministro de nutrientes.

Las evidencias sugieren que la producción de oxígeno en los océanos fue abundante en algunos lugares, al menos 100 millones de años antes de que se acumulara en la atmósfera. La producción fotosintética de oxígeno por parte de las cianobacterias es la explicación más simple.

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