En la actualidad, todav\u00eda no se conocen exactamente cu\u00e1les fueron los procesos que actuaron en la Tierra primitivA<\/p><\/blockquote>\n
De todas formas, hay muy poca informaci\u00f3n sobre c\u00f3mo era la Tierra en \u00e9pocas tan remotas como el Hadeano (4568\u20133850 Ma), el Arcaico (3850-2500 Ma) o el Proterozoico (2500-541 Ma), dado que en esas edades tuvieron lugar muchos eventos que borraron toda huella posible, y que al ser tan antiguas, a lo largo de 600 Ma hasta hoy, la Tierra ha sufrido cambios muy intensos que hacen a\u00fan m\u00e1s dif\u00edcil la reconstrucci\u00f3n de esos tiempos. Es necesario comparar los procesos actuales que tienen lugar en el planeta con los que pudo haber en el pasado. En una Tierra temprana, forzosamente tuvo que haber alg\u00fan tipo de tect\u00f3nica de placas primitiva que provoc\u00f3 cambios en la din\u00e1mica interna de la Tierra como consecuencia de un enfriamiento global. La formaci\u00f3n y crecimiento de la corteza a lo largo de los tiempos geol\u00f3gicos, probablemente se origin\u00f3 gracias a mecanismos tect\u00f3nicos y magm\u00e1ticos. Si no se hubiera formado corteza continental, la Tierra ser\u00eda un mundo totalmente acu\u00e1tico envuelto por una corteza bas\u00e1ltica y cubierta por un oc\u00e9ano global.<\/p>\n
Caracter\u00edsticas principales de la corteza terrestre<\/strong><\/p>\n La corteza terrestre es la capa superficial s\u00f3lida de la Tierra, es una capa muy delgada y est\u00e1 compuesta por una corteza continental, con un espesor medio de unos 35 km, y una corteza oce\u00e1nica, mucho m\u00e1s delgada, de unos de 6 km de espesor.<\/p>\n La corteza continental ocupa el 41,2% de la superficie terrestre, aunque solo representa el 0,35% de la masa total del planeta. Desde un punto de vista econ\u00f3mico, se puede considerar como una una reserva muy importante de elementos traza (contiene hasta el 70% del total de estos elementos). Tiene una composici\u00f3n aproximadamente granodior\u00edtica, es heterog\u00e9nea y localmente llega a ser muy antigua. Esta corteza est\u00e1 compuesta por una gran variedad de tipos de rocas (sedimentarias, \u00edgneas y metam\u00f3rficas) cuya edad abarca desde los 4000 Ma a muy recientes, esto refleja su historia larga y compleja.<\/p>\n La corteza oce\u00e1nica es joven (200 Ma) y delgada, de composici\u00f3n bas\u00e1ltica, oscura, con rocas volc\u00e1nicas y rica en Mg y Fe, es m\u00e1s o menos uniforme. Es m\u00e1s densa que la corteza continental y es impermanente porqu\u00e9 se va renovando constantemente a trav\u00e9s de las dorsales oce\u00e1nicas (Figura 1).<\/p>\n Para la geolog\u00eda, el estudio de la composici\u00f3n de la corteza continental es muy importante, la distribuci\u00f3n y composici\u00f3n de los elementos de la corteza puede usarse para desarrollar modelos de evoluci\u00f3n corteza-manto y pruebas de la producci\u00f3n y evoluci\u00f3n de la corteza a lo largo del tiempo.<\/p>\n La corteza continental<\/strong><\/p>\n La corteza continental comenz\u00f3 a generarse durante el Arcaico. La diferenciaci\u00f3n de la corteza pod\u00eda haber sido alcanzada por procesos de fusi\u00f3n parcial y segregaci\u00f3n de abundante fundido f\u00e9lsico desde la corteza preexistente, lo que origin\u00f3 la heterogeneidad de la corteza continental. Los magmas que cristalizaron despu\u00e9s de la migraci\u00f3n hasta niveles menos profundos de la corteza contribuy\u00f3 a la evoluci\u00f3n de la corteza superior, la corteza inferior est\u00e1 formada por los residuos.<\/p>\n Hace 2500 Ma la composici\u00f3n de la parte superior de la corteza ten\u00eda menos elementos evolucionados, estaba compuesta por una mezcla entre basaltos y granitos ricos en sodio (los TTG). Esta composici\u00f3n difiere considerablemente de la corteza continental actual, que es dominada por granitos ricos en potasio. Este cambio de composici\u00f3n parece que est\u00e1 relacionado con la tect\u00f3nica de placas. Antes de los 2500 Ma, se estaba reciclando r\u00e1pidamente la corteza oce\u00e1nica debido a los altos e intensos niveles de calor radioactivo que condujeron a la creaci\u00f3n de un motor para las placas tect\u00f3nicas.<\/p>\n La fuente de los granitoides de la corteza continental son el magmatismo ligado a la subducci\u00f3n y la fusi\u00f3n de la corteza inferior inducida por el calor originado debido a la desintegraci\u00f3n de elementos radioactivos. El magma resultante de este proceso migra hacia la superficie. La corteza inferior bas\u00e1ltica se forma a partir del magma que asciende desde el manto y queda atrapado bajo la corteza gran\u00edtica.<\/p>\n Composici\u00f3n promedio de la corteza continental actual<\/strong><\/p>\n Los datos sobre la composici\u00f3n de la corteza media e inferior son mucho m\u00e1s escasos, pues tambi\u00e9n lo son los afloramientos d\u00f3nde hacer observaciones.<\/p>\n La corteza continental, comparada con el manto, es en promedio relativamente rica en SiO2 y pobre en MgO, y est\u00e1 enriquecida en elementos incompatibles respecto a la composici\u00f3n de la Tierra primitiva.<\/p>\n La composici\u00f3n promedio de la corteza continental es objeto de controversia, si bien en la actualidad, el modelo andes\u00edtico de Taylor y Mc Lennan (1981-1985) es el que ha tenido m\u00e1s aceptaci\u00f3n entre los cient\u00edficos. Este modelo se basa en la observaci\u00f3n de que el crecimiento de corteza continental moderna tiene lugar principalmente en los m\u00e1rgenes convergentes, y se fundamenta en dos premisas: primero, que la corteza se puede dividir en dos partes, superior e inferior, diferentes geoqu\u00edmicamente; segundo, que la composici\u00f3n global es andes\u00edtica. Dadas estas premisas y conocida la composici\u00f3n de la corteza superior, se deduce que la corteza inferior debe ser bas\u00e1ltica. Este modelo andes\u00edtico fue objeto de cr\u00edticas debido a que la composici\u00f3n deducida y la composici\u00f3n observada de la corteza terrestre\u00a0 son muy dispares. Durante los a\u00f1os 90 y en la primera d\u00e9cada de los 2000 se han realizado nuevos modelos que estiman la composici\u00f3n y volumen de la corteza media, ignorada anteriormente. Los vol\u00famenes relativos de la corteza superior, media e inferior son del 31,7%, 29,6% y 38,8%.<\/p>\n La tect\u00f3nica arcaica<\/strong><\/p>\n No hay dudas de que en el Arcaico se produjo una evoluci\u00f3n de la corteza terrestre, por lo tanto, actu\u00f3 una tect\u00f3nica de placas y una estructura interna terrestre similar a la que tenemos hoy en d\u00eda. Sin embargo, las condiciones en las que las placas funcionaban eran muy diferentes a las actuales, la producci\u00f3n de calor terrestre era mucho mayor (Figura 2). Se calcula que hab\u00eda m\u00e1s actividad tect\u00f3nica debido a que hab\u00eda una mayor velocidad de producci\u00f3n de litosfera, por lo tanto, hab\u00eda mayor actividad en las dorsales y un mayor n\u00famero de ellas, tambi\u00e9n mayor actividad en las zonas de subducci\u00f3n y muchas m\u00e1s placas y m\u00e1s peque\u00f1as (Figura 3).<\/p>\n La transici\u00f3n Arcaico-Proterozoico (2500 Ma)<\/strong><\/p>\n Se debe considerar la transici\u00f3n Arcaico-Proterozoico como un periodo de grandes cambios en la Tierra. Algunas rocas que son muy abundantes en el Arcaico, como las Komatiitas, los BIF (Banded Iron Formation) y los TTG (Tonalita, Trondhjemita y granodiorita), que pr\u00e1cticamente no se encuentran en el Proterozoico (Figura 4). Sin embargo, hay otras rocas que son abundantes en el Proterozoico, cuando en el Arcaico eran raras, son las andesitas, las rocas magm\u00e1ticas peralcalinas y las eclogitas. Estas variaciones litol\u00f3gicas indican que se produjeron cambios muy profundos en los mecanismos petrol\u00f3gicos.<\/p>\n Por una parte, la presencia de Komatiitas indica que la parte superior del manto se encontraba a una temperatura significativamente m\u00e1s alta durante la primera mitad de la historia de la Tierra. M\u00e1s tarde el planeta se enfri\u00f3, ya no se produc\u00edan las altas temperaturas necesarias para la g\u00e9nesis de Komatiitas (1600-1650 \u00baC), por lo tanto, dejaron de producirse despu\u00e9s de los 2500 Ma.<\/p>\n Por otra parte, el tama\u00f1o de las placas litosf\u00e9ricas se fue incrementando desde el Arcaico. Todos los cambios que tuvieron lugar en este periodo son el resultado de un \u00fanico fen\u00f3meno: el enfriamiento gradual de la Tierra. Debido al decrecimiento del gradiente geot\u00e9rmico global, se fueron estabilizando, gradualmente, grandes \u00e1reas continentales, se formaron los Cratones.<\/p>\n Origen y evoluci\u00f3n de la corteza continental<\/strong><\/p>\n La litosfera y la corteza continental se crean, destruyen y modifican en los m\u00e1rgenes continentales, es en ellos donde se puede estudiar la evoluci\u00f3n y origen de la litosfera. Aunque se considera que la corteza continental tiene una composici\u00f3n andes\u00edtica, la corteza oce\u00e1nica est\u00e1 compuesta por rocas m\u00e1ficas y el manto tiene una naturaleza ultram\u00e1fica. Est\u00e1 ampliamente aceptado que la corteza continental ha sido extra\u00edda del manto; sin embargo, las evidencias geoqu\u00edmicas y geocronol\u00f3gicas indican que la corteza continental no fue producto de la acreci\u00f3n primitiva, sino que se form\u00f3 m\u00e1s tarde.<\/p>\n Probablemente la corteza primitiva de la Tierra joven era m\u00e1fica, y se hab\u00eda formado a partir de la consolidaci\u00f3n de un oc\u00e9ano de magmas convectivos de profundidad incierta. A\u00fan y as\u00ed, no hay ning\u00fan afloramiento que muestre evidencias de esta corteza joven, se sabe que no ha sobrevivido, probablemente, por el intenso bombardeo mete\u00f3rico que afect\u00f3 a la Tierra hace 4000 Ma. Por otra parte, la corteza f\u00e9lsica, correspondiente a las primeras rocas terrestres preservadas (TTG), se debi\u00f3 formar, probablemente, por la diferenciaci\u00f3n de una corteza m\u00e1fica en el Hadeano. Actualmente, ha tenido lugar un intenso debate de c\u00f3mo fue el crecimiento continental a trav\u00e9s del tiempo, tema del que se hablar\u00e1 m\u00e1s adelante.<\/p>\n La corteza de la Tierra moderna se recicla en el manto en las zonas de subducci\u00f3n y las nuevas adiciones desde el manto en los arcos son aproximadamente de 70 km3\/Ma (von Huene y Scholl, 1991). Condie (2000) sosten\u00eda que la formaci\u00f3n crustal fue epis\u00f3dica con picos significativos de producci\u00f3n a los 2700, 1900 y 1200 Ma por periodos de 100 Ma, siempre relacionado con probables eventos de superplumas mant\u00e9licas. El mismo autor argument\u00f3 con posterioridad que el crecimiento de la joven corteza ocurri\u00f3 principalmente por la sucesiva acreci\u00f3n de nuevos arcos de islas a la masa continental preexistente (Condie, 2002).<\/p>\n Las contribuciones relativas de los procesos de intraplaca (plumas) y arco en la generaci\u00f3n de corteza continental forman parte de uno de los debates m\u00e1s activos sobre el origen y evoluci\u00f3n de la corteza continental. Este debate presenta una contradicci\u00f3n aparente, por una parte las curvas de crecimiento cortical indican que hubo periodos de r\u00e1pido crecimiento durante la historia de la Tierra, lo cual se explica mejor con el modelo de plumas mant\u00e9licas. Por otra parte, la composici\u00f3n promedia de la corteza continental es muy parecida a la de la corteza de arco dejando poco lugar al modelo de plumas mant\u00e9licas. Ser\u00eda interesante saber en qu\u00e9 medida los magmas de pluma mant\u00e9lica podr\u00edan haber contribuido a la formaci\u00f3n de corteza continental Arcaica. Condie (2000) sugiri\u00f3 que, dado que la temperatura potencial del manto era m\u00e1s alta en el Arcaico, hubo m\u00e1s contribuci\u00f3n de plumas en este periodo; adem\u00e1s, los TTG arcaicos parece que derivan de una fuente m\u00e1fica enriquecida, posiblemente de pluma, aunque no se conoce la composici\u00f3n de estas.<\/p>\n A lo largo de los a\u00f1os, diferentes cient\u00edficos han estimado como ha sido el crecimiento continental con el paso del tiempo, estos modelos se ilustran en la figura 5, y se pueden dividir en 2 tipos:<\/p>\n La comprensi\u00f3n de c\u00f3mo crecen y se diferencian los continentes sigue siendo un tanto oscura, ya que tenemos pocas pistas en la geolog\u00eda de nuestro planeta que nos ayuden a deducir la evoluci\u00f3n de la corteza continental. Diversos autores tienen hip\u00f3tesis distintas unas a otras. Gastil (1960) sugiere que las edades geocronol\u00f3gicas de crecimiento continental fueron 3400, 3000, 2700 y 1000 Ma, pero no est\u00e1 demostrado. DePaolo (1980) mostr\u00f3 que la evoluci\u00f3n secular de los is\u00f3topos de Nd en el manto y la corteza requiere que ambos sistemas est\u00e9n abiertos, con crecimiento de corteza desde el manto superior y, m\u00e1s interesante, que la corteza continental se recicla desde el manto superior. Estudios geoqu\u00edmicos mostraron que el material de la corteza se hunde y se pierde en el manto (von Huene y Scholl, 1991). Sin embargo, hay 3 ideas en las que casi todos los cient\u00edficos est\u00e1n de acuerdo: 1) El volumen de la corteza terrestre se ha incrementado a trav\u00e9s del tiempo a pesar de que el material continental ha sido erosionado y que la subducci\u00f3n lo devuelve al manto; 2) La tasa de crecimiento de la corteza fue m\u00e1s r\u00e1pido en el Arcaico que hoy en d\u00eda; 3) Las edades de formaci\u00f3n de la corteza tienden a agruparse en torno a un peque\u00f1o n\u00famero de per\u00edodos orog\u00e9nicos.<\/p>\n La naturaleza de la contribuci\u00f3n del manto a la formaci\u00f3n de la corteza continental tiene varios modelos. La tect\u00f3nica de placas parec\u00eda ofrecer evidencias de acumulaci\u00f3n horizontal a trav\u00e9s de vulcanismo orog\u00e9nico andes\u00edtico en los l\u00edmites convergentes, el modelo de \u201candesita\u201d ha sido probablemente el modelo m\u00e1s popular de crecimiento de la corteza terrestre. Este modelo (Taylor, 1967) fue reemplazado por una idea m\u00e1s compleja de acreci\u00f3n de suites bimodales de vulcanismo m\u00e1fico y f\u00e9lsico<\/p>\n Un modelo derivado de la hip\u00f3tesis de la acreci\u00f3n horizontal es el de \u201csubducci\u00f3n caliente\u201d de Defant y Drummond (1990), que llegaron a la conclusi\u00f3n de que la subducci\u00f3n \u201cnormal\u201d tal y como la conocemos hoy en d\u00eda, no puede producir suficiente material para el crecimiento de corteza terrestre. Estos autores proponen que un crecimiento r\u00e1pido debe implicar la subducci\u00f3n de segmentos de dorsales, y esto supone una temperatura anormalmente alta de la zona de subducci\u00f3n y un incremento ligado de la fusi\u00f3n.<\/p>\n Algunos autores propusieron la acreci\u00f3n de mesetas oce\u00e1nicas, es decir, que piezas de la corteza oce\u00e1nica engrosada por la erupci\u00f3n de material de hot-spot (punto caliente) pudo contribuir al crecimiento de corteza terrestre. Abouchami (1990) y Boher (1992) presentaron detallados datos de campo y geoqu\u00edmicos para mostrar que un segmento muy grande de la corteza continental juvenil, terrenos con edades de 2100 Ma de Birimian de \u00c1frica Occidental, son restos de la acreci\u00f3n de mesetas oce\u00e1nicas modificadas por diferenciaci\u00f3n a trav\u00e9s de procesos orog\u00e9nicos. La figura 6 refleja los diferentes modelos de crecimiento continental.<\/li>\n<\/ul>\n Conclusiones<\/strong><\/p>\n En la actualidad, todav\u00eda no se conocen exactamente cu\u00e1les fueron los procesos que actuaron en la Tierra primitiva, especialmente si los comparamos con los que tenemos en la Tierra moderna. La tarea de averiguar que pas\u00f3 en la Tierra en el Arcaico es complicada, ya que pr\u00e1cticamente no hay afloramientos porque estos fueron erosionados o destruidos por los procesos que ten\u00edan lugar en esa \u00e9poca. Las suposiciones se basan fundamentalmente en datos geoqu\u00edmicos y geof\u00edsicos, y tambi\u00e9n en los escasos datos mineral\u00f3gicos que nos proporcionan las pocas rocas arcaicas que afloran en la superficie. Pero, a pesar de que existen lagunas en los registros geol\u00f3gicos y ambig\u00fcedades en la interpretaci\u00f3n de algunos terrenos, actualmente sabemos lo suficiente como para trazar una secuencia de los acontecimientos de la Tierra y los procesos principales que operaban entonces. Se considera que, en la historia de nuestro planeta,\u00a0 ha habido 4 eventos clave, estos han sido: la formaci\u00f3n de los oc\u00e9anos, la formaci\u00f3n del n\u00facleo terrestre, la separaci\u00f3n de la Luna y la acreci\u00f3n de la primera corteza bas\u00e1ltica. De todas formas, hay que tener en cuenta que la composici\u00f3n de las rocas de la Tierra ha ido cambiando a lo largo del tiempo.<\/p>\n Hay muchas discrepancias referentes a las diferencias de composici\u00f3n entre la corteza continental antigua y la actual. Entonces, \u00a0\u00bfQu\u00e9 pas\u00f3 en el Arcaico? Este es una pregunta recurrente entre los cient\u00edficos que estudian el origen de la corteza continental. El debate se centra en c\u00f3mo es posible que la corteza continental fuese m\u00e1s m\u00e1fica en el Arcaico que en la actualidad. Hay modelos basados en la tect\u00f3nica de placas actual y en los de procesos de arco volc\u00e1nico en la Tierra primitiva y con alto gradiente geot\u00e9rmico, en la que hab\u00eda una composici\u00f3n TTG predominante.<\/p>\n Uno de los temas m\u00e1s discutidos desde la perspectiva geoqu\u00edmica es saber c\u00f3mo se form\u00f3 la corteza continental. La composici\u00f3n mineral\u00f3gica y qu\u00edmica de los granitoides es una de las principales limitaciones, en particular la de los TTG, que son el componente principal de la corteza continental arcaica. La fuente principal de estas rocas son los basaltos derivados del manto que pueden haber originado magmas sil\u00edceos en forma de fusi\u00f3n parcial, o bien por cristalizaci\u00f3n fraccionada.<\/p>\n Se cree que la tect\u00f3nica de placas en el arcaico pudo haber operado de forma epis\u00f3dica. Primero, entre los 2700 a los 1800 Ma el manto ten\u00eda una convecci\u00f3n irregular. Durante 4 o 5 grandes eventos, grandes plumas mant\u00e9licas ascend\u00edan desde las profundidades hasta la superficie, desplazando material del manto superior y acelerando la velocidad de subducci\u00f3n. Este proceso produjo el incremento de generaci\u00f3n de magma gran\u00edtico y, por tanto, un incremento de formaci\u00f3n de corteza continental. La transferencia de calor desde las plumas hizo aumentar la temperatura de la parte superior del manto, lo que dio lugar a la generaci\u00f3n de una gruesa corteza oce\u00e1nica que resisti\u00f3 la subducci\u00f3n. Como consecuencia de esta gruesa corteza se originaba un periodo de din\u00e1mica lenta que sigui\u00f3 cada cl\u00edmax de crecimiento de la corteza. El enfriamiento posterior del manto produjo una disminuci\u00f3n de la g\u00e9nesis de corteza oce\u00e1nica, cuya consecuencia fue la g\u00e9nesis de una corteza oce\u00e1nica m\u00e1s delgada que permit\u00eda m\u00e1s f\u00e1cilmente la subducci\u00f3n.<\/p>\n La interpretaci\u00f3n de los ambientes tect\u00f3nicos en el Arcaico es una de las principales inc\u00f3gnitas, por lo que se debe seguir estudiando si la evoluci\u00f3n de la corteza arcaica es compatible con los procesos que ocurren actualmente en la Tierra, pero no se debe suponer, necesariamente, que el presente sea la clave del pasado.<\/p>\n Agradecimientos<\/strong><\/p>\n En primer lugar quiero agradecer a Ester Boixereu Vila, editora de Tierra y Tecnolog\u00eda<\/em>, la oportunidad que me ha dado de publicar el art\u00edculo en esta revista, sabe lo importante que es para m\u00ed esta primera publicaci\u00f3n. En segundo lugar quiero agradecer a Francisco Mart\u00ednez, el que fue mi tutor del Trabajo de Final de Grado, trabajo del cual se basa este art\u00edculo, su ayuda en la revisi\u00f3n de este escrito, sus consejos y sugerencias me han sido muy \u00fatiles a la hora de escribir el trabajo.<\/p>\n Referencias<\/strong><\/p>\n Tierra y Tecnolog\u00eda n\u00ba 51<\/strong>\u00a0|\u00a0http:\/\/dx.doi.org\/10.21028\/caa.2018.05.12<\/a> |\u00a0Autora: Cristina Ag\u00fcera-\u00c0ngel<\/a><\/strong>. agueraangel87@gmail.com<\/a> | Petrologia i geoqu\u00edmica, Departament de Geologia, Universitat Aut\u00f2noma de Barcelona<\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":" Tanto en el Arcaico como hoy en d\u00eda, los granitoides constituyen el n\u00facleo de la corteza continental formada en las zonas de subducci\u00f3n. La corteza hadeana era m\u00e1fica y sufri\u00f3 una fusi\u00f3n parcial interna, esta fue interrumpida por un bombardeo meteor\u00edtico. 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