Los minerales microscópicos excavados en un antiguo afloramiento de Jack Hills, en Australia Occidental, han sido objeto de un intenso estudio geológico, ya que parecen tener rastros del campo magnético de la Tierra que se remonta a hace 4.200 millones de años. Eso es casi 1mil millones de años antes que cuando se pensaba que el campo magnético se originaba anteriormente, y casi en la época en que se formó el planeta.
Pero por intrigante que pueda ser esta historia de origen, un equipo liderado por el MIT ahora ha encontrado evidencia de lo contrario. En un artículo publicado en Avances científicos , el equipo examinó el mismo tipo de cristales, llamados circones, excavados en el mismo afloramiento, y concluyó que los circones que recolectaron no son confiables como registradores de antiguos campos magnéticos.
En otras palabras, el jurado aún no sabe si el campo magnético de la Tierra existió hace más de 3.500 millones de años.
"No existe evidencia sólida de un campo magnético antes de 3.500 millones de años atrás, e incluso si hubiera un campo, será muy difícil encontrar evidencia de ello en los circones de Jack Hills", dice Caue Borlina, un estudiante graduadoen el Departamento de Ciencias de la Tierra, Atmosféricas y Planetarias EAPS del MIT: "Es un resultado importante en el sentido de que ya sabemos lo que no debemos buscar".
Borlina es el primer autor del artículo, que también incluye al Profesor EAPS Benjamin Weiss, al Científico Investigador Principal Eduardo Lima y al Científico Investigador Jahandar Ramezan del MIT, junto con otros de la Universidad de Cambridge, la Universidad de Harvard, la Universidad de California en Los Ángeles, elUniversidad de Alabama y Universidad de Princeton.
Un campo, agitado
Se cree que el campo magnético de la Tierra desempeña un papel importante en hacer que el planeta sea habitable. Un campo magnético no solo establece la dirección de nuestras agujas de brújula, sino que también actúa como una especie de escudo, desviando el viento solar que de otro modo podría consumiren la atmósfera.
Los científicos saben que hoy el campo magnético de la Tierra es impulsado por la solidificación del núcleo de hierro líquido del planeta. El enfriamiento y la cristalización del núcleo agita el hierro líquido circundante, creando poderosas corrientes eléctricas que generan un campo magnético que se extiende hacia el espacioEste campo magnético se conoce como geodinamo.
Múltiples líneas de evidencia han demostrado que el campo magnético de la Tierra existió hace al menos 3.500 millones de años. Sin embargo, se cree que el núcleo del planeta comenzó a solidificarse hace solo mil millones de años, lo que significa que el campo magnético debe haber sido impulsado por algún otromecanismo anterior a hace mil millones de años. Precisar exactamente cuándo se formó el campo magnético podría ayudar a los científicos a descubrir qué lo generó para empezar.
Borlina dice que el origen del campo magnético de la Tierra también podría iluminar las primeras condiciones en las que se afianzaron las primeras formas de vida de la Tierra.
"En los primeros mil millones de años de la Tierra, entre 4.4 mil millones y 3.5 mil millones de años, fue cuando surgió la vida", dice Borlina. "Si usted tiene un campo magnético en ese momento tiene diferentes implicaciones para el medio ambiente en el que surgió la vida en la Tierra. Esa es la motivación de nuestro trabajo ".
"No puedo confiar en el circón"
Los científicos han usado tradicionalmente minerales en rocas antiguas para determinar la orientación y la intensidad del campo magnético de la Tierra a través del tiempo. A medida que las rocas se forman y se enfrían, los electrones dentro de los granos individuales pueden cambiar en la dirección del campo magnético circundante. Una vez que la roca se enfríadespués de cierta temperatura, conocida como la temperatura de Curie, las orientaciones de los electrones se establecen en piedra, por así decirlo. Los científicos pueden determinar su edad y usar magnetómetros estándar para medir su orientación, para estimar la fuerza y orientación del campo magnético de la Tierraen un punto dado en el tiempo
Desde 2001, Weiss y su grupo han estado estudiando la magnetización de las rocas y granos de circón de Jack Hills, con el objetivo desafiante de establecer si contienen registros antiguos del campo magnético de la Tierra.
"Los circones Jack Hills son algunos de los objetos magnéticamente más débiles estudiados en la historia del paleomagnetismo", dice Weiss. "Además, estos circones incluyen los materiales terrestres más antiguos conocidos, lo que significa que hay muchos eventos geológicos que podrían haber restablecido susregistros magnéticos "
En 2015, un grupo de investigación separado que también había comenzado a estudiar los circones de Jack Hills argumentó que encontraron evidencia de material magnético en los circones que databan de 4.200 millones de años, la primera evidencia de que el campo magnético de la Tierra pudo haber existido antesa 3.500 millones de años.
Pero Borlina señala que el equipo no confirmó si el material magnético que detectaron realmente se formó durante o después de que se formó el cristal de circón hace 4.200 millones de años, un objetivo que él y su equipo asumieron para su nuevo papel.
Borlina, Weiss y sus colegas habían recolectado rocas del mismo afloramiento de Jack Hills, y de esas muestras, extrajeron 3,754 granos de circón, cada uno de unos 150 micrómetros de largo, aproximadamente del ancho de un cabello humano. Utilizando técnicas de datación estándar,determinó la edad de cada grano de circón, que oscilaba entre mil millones y 4.2 mil millones de años.
Alrededor de 250 cristales tenían más de 3.500 millones de años. El equipo aisló e hizo una imagen de esas muestras, buscando signos de grietas o materiales secundarios, como minerales que pueden haberse depositado en el cristal o dentro del cristal después de haberse formado completamente, y buscaroncomo evidencia de que se calentaron significativamente en los últimos miles de millones de años desde que se formaron. De estos 250, identificaron solo tres circones que estaban relativamente libres de tales impurezas y, por lo tanto, podían contener registros magnéticos adecuados
El equipo luego realizó experimentos detallados en estos tres circones para determinar qué tipo de materiales magnéticos podrían contener. Finalmente determinaron que un mineral magnético llamado magnetita estaba presente en dos de los tres circones. Usando un magnetómetro de diamante cuántico de alta resolución, el equipo observó secciones transversales de cada uno de los dos circones para mapear la ubicación de la magnetita en cada cristal.
Descubrieron que la magnetita se encuentra a lo largo de las grietas o zonas dañadas dentro de los circones. Dichas grietas, dice Borlina, son vías que permiten el agua y otros elementos dentro de la roca. Tales grietas podrían haber dejado entrar la magnetita secundaria que se depositó en el cristal mucho más tarde que cuandoel circón se formó originalmente. De cualquier manera, Borlina dice que la evidencia es clara: estos circones no pueden usarse como un registrador confiable del campo magnético de la Tierra.
"Esto es evidencia de que no podemos confiar en estas mediciones de circón para el registro del campo magnético de la Tierra", dice Borlina. "Hemos demostrado que, antes de 3.500 millones de años atrás, todavía no teníamos idea de cuándo comenzó el campo magnético de la Tierra"
A pesar de estos nuevos resultados, Weiss enfatiza que los análisis magnéticos previos de estos circones siguen siendo muy valiosos.
"El equipo que informó el estudio magnético original de circón merece mucho crédito por tratar de abordar este problema enormemente desafiante", dice Weiss. "Como resultado de todo el trabajo de ambos grupos, ahora entendemos mucho mejor cómo estudiarel magnetismo de los materiales geológicos antiguos. Ahora podemos comenzar a aplicar este conocimiento a otros granos minerales y a granos de otros cuerpos planetarios ".
Esta investigación fue apoyada, en parte, por la NASA.
Fuente de la historia :
Materiales proporcionado por Instituto de Tecnología de Massachusetts . Original escrito por Jennifer Chu. Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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