Un equipo de científicos de la Universidad de Curtin (Australia) ha encontrado pruebas de que el agua dulce en la Tierra, apareció hace unos 4.000 millones de años, 500 millones de años antes de lo que se pensaba y muy poco tiempo después de formarse el propio planeta, en un simple abrir y cerrar de ojos en tiempo geológico.
¿Cuándo apareció el agua dulce en la Tierra? Antes de lo que se creía
¿Cuándo comenzó el ciclo hidrológico?
Los investigadores analizaron moléculas de oxígeno dentro de cristales de circón que datan de hace 4.000 millones de años de Jack Hills en Australia Occidental, una de las formaciones rocosas más antiguas de la Tierra. Concretamente, emplearon espectrometría de masas de iones secundarios para analizar los pequeños granos de circón y deducir qué isótopos de oxígeno estaban presentes en el magma a partir del cual se formaron los cristales. (Con el instrumento CAMECA 1300HR3 en las instalaciones de microsonda de iones de geometría grande (LGIM) del Centro John de Laeter con el que llevaron a cabo más de 10.000 simulaciones de la composición del circón utilizando un modelo informático).
Al utilizar la composición isotópica de oxígeno de estos cristales de circón milenarios descubrieron que las proporciones específicas de los isótopos más pesados y más ligeros del oxígeno en los circones indican la presencia de una cantidad significativa de agua dulce. La mayoría de los circones tenían valores de isótopos de oxígeno relativamente altos, como se esperaría del agua de mar. Pero en dos períodos de tiempo, hace unos 3.400 millones de años y hace 4.000 millones de años, las proporciones indicaron una mayor proporción de oxígeno más ligero. La mayoría de los circones eran mucho más jóvenes y los cristales más recientes databan de hace 1.850 millones de años. En los circones de 3.400 millones de años, el equipo midió proporciones de oxígeno-18 a oxígeno-16 que eran tan bajas como 0,1 por mil.
Contienen evidencia de agua dulce, lo que indica que deben haber existido parches de tierra (y con ello, los primeros continentes), ya que el agua dulce solo puede formarse si hay tierra para que se acumule después de la precipitación.
Dr. Hugo Olierook de la Universidad de Curtin con una roca de Jack Hills
Agua dulce, mucho antes
"Pudimos fechar los orígenes del ciclo hidrológico, que es el proceso continuo a través del cual el agua se mueve alrededor de la Tierra y es crucial para sostener los ecosistemas y sustentar la vida en nuestro planeta", explicó Hamed Gamaleldien, líder del trabajo que publica la revista Nature Geoscience. "Al examinar la edad y los isótopos de oxígeno en pequeños cristales del mineral circón, encontramos firmas isotópicas inusualmente ligeras que se remontan a hace 4.000 millones de años". (El agua salada contiene isótopos de oxígeno más pesados, que son resistentes a la evaporación, mientras que el agua de lluvia contiene isótopos más ligeros). "La evidencia de agua dulce a esta profundidad en el interior de la Tierra desafía la teoría existente de que la Tierra estuvo completamente cubierta por un océano hace 4.000 millones de años", dice el experto.
Es la evidencia más temprana de agua dulce y de tierra firme sobre el mar. Esto significa que la receta para los orígenes de la vida existió menos de 600 millones de años después de la formación de la Tierra, mucho antes de la vida microbiana más antigua conocida. Sin ningún lugar a dudas, esta investigación tiene implicaciones para muchos campos de la ciencia.
Los colores de los cristales de circón van del transparente al rojo intenso.
"Este descubrimiento no sólo arroja luz sobre la historia temprana de la Tierra, sino que también sugiere que las masas de tierra y el agua dulce preparan el escenario para que la vida florezca en un período de tiempo relativamente corto: menos de 600 millones de años después de que se formó el planeta", apunta Hugo Olierook, de la Universidad de Curtin y coautor del estudio. "Los hallazgos marcan un importante paso adelante en nuestra comprensión de la historia temprana de la Tierra y abren puertas para una mayor exploración de los orígenes de la vida".
Los circones son extraordinariamente resistentes. Es muy fuerte y no se altera con el tiempo; de ahí que sean tan extremadamente útiles para comprender en qué momento concreto las placas continentales formadas por la corteza comenzaron a romper la superficie del océano global. Los hallazgos también sugieren que en ese momento ya había surgido suficiente tierra sobre el nivel del mar para sustentar un ciclo del agua. Y, por el momento, son una de las pocas fuentes de datos fiables que contamos de la Tierra primitiva que es bastante difícil de estudiar.
Jack Hills, Australia, ha sido el lugar donde se descubrieron algunos de los cristales más antiguos del mundo.
Referencias:
- Hamed Gamaleldien, Onset of the Earth’s hydrological cycle four billion years ago or earlier, Nature Geoscience (2024). DOI: 10.1038/s41561-024-01450-0. www.nature.com/articles/s41561-024-01450-0
- Koutsoyiannis, D. (2020). Revisiting the global hydrological cycle: is it intensifying?. Hydrology and Earth System Sciences, 24, 3899-3932. https://doi.org/10.5194/HESS-24-3899-2020.
- Yeh, S., Song, S., Allan, R., An, S., & Shin, J. (2021). Contrasting response of hydrological cycle over land and ocean to a changing CO2 pathway. npj Climate and Atmospheric Science, 4, 1-8. https://doi.org/10.1038/s41612-021-00206-6.
