Rastros del rápido desarrollo de la fauna hace 540 millones de años han sido encontrados en rocas procedentes del manto inferior de la Tierra.
Es fácil ver que los procesos en el interior de la Tierra influyen en lo que sucede en la superficie. Por ejemplo, los volcanes desentierran rocas magmáticas y emiten gases a la atmósfera, y así influyen en los ciclos biogeoquímicos de nuestro planeta. Lo que es menos obvio, sin embargo, es que lo contrario también es cierto: lo que sucede en la superficie de la Tierra afecta el interior de la Tierra, incluso a grandes profundidades.
Esta es la conclusión a la que llegó un grupo internacional de investigadores dirigido por Andrea Giuliani, del Departamento de Ciencias de la Tierra en ETH Zurich, en un nuevo estudio publicado en la revista Science Advances. Según este estudio, el desarrollo de la vida en nuestro planeta afecta a partes del manto inferior de la Tierra.
En su estudio, los investigadores examinaron raras rocas volcánicas con diamantes llamadas kimberlitas de diferentes épocas de la historia de la Tierra. Estas rocas especiales son mensajeros de las regiones más bajas del manto terrestre. Los científicos midieron la composición isotópica del carbono en unas 150 muestras de estas rocas especiales. Descubrieron que la composición de las kimberlitas más jóvenes, que tienen menos de 250 millones de años, varía considerablemente de la de las rocas más antiguas. En muchas de las muestras más jóvenes, la composición de los isótopos de carbono está fuera del rango que se esperaría para las rocas del manto.
Los investigadores ven un desencadenante decisivo para este cambio en la composición de las kimberlitas más jóvenes en la Explosión Cámbrica. Esta fase relativamente corta, geológicamente hablando, tuvo lugar durante un período de unas pocas decenas de millones de años al comienzo de la Época Cámbrica, hace unos 540 millones de años. Durante esta drástica transición, casi todas las especies de animales existentes en la actualidad aparecieron en la Tierra por primera vez.
«El enorme aumento de formas de vida en los océanos cambió decisivamente lo que estaba sucediendo en la superficie de la Tierra», explica Giuliani en un comunicado. «Y esto a su vez afectó la composición de los sedimentos en el fondo del océano».
Para el manto inferior de la Tierra, este cambio es relevante porque algunos de los sedimentos del lecho marino, en los que se deposita el material de los seres vivos muertos, ingresan al manto a través de la tectónica de placas. A lo largo de las zonas de subducción, estos sedimentos, junto con la corteza oceánica subyacente, son transportados a grandes profundidades. De esta forma, el carbono que estaba almacenado como materia orgánica en los sedimentos llega también al manto terrestre. Allí, los sedimentos se mezclan con otro material rocoso del manto terrestre y, después de un cierto tiempo, estimado en al menos 200-300 millones de años, vuelven a subir a la superficie de la Tierra en otros lugares, por ejemplo, en forma de magmas de kimberlita.
Es notable que los cambios en los sedimentos marinos dejen huellas tan profundas porque, en general, solo se transportan pequeñas cantidades de sedimentos a las profundidades del manto a lo largo de una zona de subducción. «Esto confirma que el material rocoso subducido en el manto de la Tierra no se distribuye de manera homogénea, sino que se mueve a lo largo de trayectorias específicas», explica Giuliani.
Además del carbono, los investigadores también examinaron la composición isotópica de otros elementos químicos. Por ejemplo, los dos elementos estroncio y hafnio mostraron un patrón similar al carbono. «Esto significa que la firma del carbono no puede explicarse por otros procesos como la desgasificación, porque de lo contrario los isótopos de estroncio y hafnio no estarían correlacionados con los del carbono», señala Giuliani.
Los nuevos hallazgos abren la puerta a más estudios. Por ejemplo, elementos como el fósforo o el zinc, que se vieron significativamente afectados por el surgimiento de la vida, también podrían proporcionar pistas sobre cómo los procesos en la superficie de la Tierra influyen en el interior de la Tierra. «La Tierra es realmente un sistema general complejo», dice Giuliani. «Y ahora queremos entender este sistema con más detalle».
