¿Cuándo aparecieron los océanos?

Arena en el fondo del mar
Arena en el fondo del mar
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Los océanos cubren el 72% de la superficie de la Tierra, lo que ha valido para que también se conozca como el planeta azul. Pero no solo es la parte del planeta cubierta de agua, la corteza bajo los océanos también es geológicamente distinta a la corteza de los continentes, es más delgada y está sometida a un ciclo continuo de creación y destrucción.

Es muy difícil imaginarse una Tierra sin océanos, sin embargo, así fue en las primeras etapas de la formación del planeta. Un planeta sin océanos existió, probablemente durante unos pocos cientos de millones de años.

Al comienzo de la historia planetaria, la temperatura superficial era demasiado alta para que el agua líquida pudiera existir. Durante esta etapa, los impactos de meteoritos eran muy frecuentes y la superficie del planeta estaba dominada por océanos de magma o roca fundida. Desde este estado, el planeta se fue enfriando progresivamente hasta que la temperatura bajó lo suficiente como para que el agua pudiera permanecer en estado líquido de forma estable.

Aunque no se sabe exactamente cuando apareció el primer océano propiamente dicho, se han encontrado registros en rocas antiguas que nos dan pistas sobre cuando y como se formaron los océanos. Destacan los registros en las rocas del cinturón de rocas verdes de Isua (Groenlandia, ~3800 millones de años) y los registros en minerales de zircón detrítico de los Montes Jack (Australia, ~4400 millones de años).

Lava cayendo al mar (Big Isalnd, Hawaii)
Lava cayendo al mar (Big Isalnd, Hawaii)

Rocas del cinturón de rocas de verdes de Isua

Las rocas más antiguas conocidas, localizadas en el Acasta gneis (noroeste de Canadá), tienen cerca de 4000 millones de años y están formadas por granitos metamórficos. La radiometría de U-Pb (Uranio-Plomo) ha demostrado que los minerales de estas rocas cristalizaron exactamente hace 4030 millones de años, pero no muestran rastros de agua.

La evidencia directa más antigua de la presencia de agua superficial es un poco más moderna, aproximadamente 3800 millones de años. Se trata de rocas sedimentarias metamorfizadas encontradas en el cinturón de rocas verdes de Isua, en Groenlandia.

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La propia existencia del tipo de rocas presentes en Isua requiere la presencia de agua superficial estable, al menos localmente en la zona de deposición de los minerales que formarían posteriormente esas rocas. Los minerales se depositaron de forma similar a como se depositan los sedimentos calizos en el suelo de los océanos actuales.

Minerales de circón detrítico

Las rocas del Acasta gneis son las rocas más antiguas conocidas, pero no son el material más antiguo del que se tiene constancia. El material más antiguo encontrado son minerales de circón (ZrSiO4) en los Montes Jack (Australia Occidental) que se formaron hace 4400 millones de años.

La alta resistencia del circón a la erosión mecánica y química han hecho posible que hayan perdurado durante tanto tiempo, llegando hasta nuestros días con evidencias de lo que pasaba en la superficie terrestre en la época de su formación.

La existencia de circón de 4400 millones de años de antigüedad demuestra que en esa época existían rocas ígneas, pero las evidencias de agua vienen de otra forma y serían algo posteriores, en torno a los 4200 millones de años.

La proporción de los diversos isótopos de oxígeno que forman parte del circón se ve afectada por la temperatura a la que se forma el mineral. Los dos isótopos más habituales son el 18O y el 16O. El ratio entre ambos (conocido como δ18O) en minerales que se forman en el manto terrestre a altas temperaturas se sitúa alrededor del 5.5‰ o inferior, y es un valor bastante estable entre estos minerales.

En las rocas y minerales superficiales, el ratio δ18O es superior a 5.5‰ y puede ser muy variable, incluso mayor al 30‰ en minerales que se forman reacciones a baja temperatura y en contacto con fluidos, como pueden ser masas de agua superficial.

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De esta forma, el análisis de los isótopos de oxígeno presentes en el circón antiguo de los Montes Jack nos pueden informar si provenían de materiales del manto o de materiales de la corteza.

Según los datos obtenidos, los minerales de circón de entre 4400 – 4325 millones de años mantienen un ratio δ18O de 5.3 a 5.4‰, lo que indicaría que se formaron a altas temperaturas y sin contacto con agua líquida. Pero en los minerales de 4200 millones de años hay un cambio significativo: el ratio δ18O sube hasta 6.3‰, un ratio superior al que se puede producir en el manto. Esto indica que el protolito ígneo del circón debió asimilar materiales fundidos desde la corteza terrestre que habían sido alterados a bajas temperaturas, lo que sugiere la presencia de agua superficial.

Posibles fechas de aparición de los océanos

Según la información del cinturón de rocas verdes de Isua, los océanos habrían aparecido al menos hace 3800 millones de años, pero no se puede saber si los minerales de estas rocas se depositaron en el primer océano del planeta o si ya existían océanos previos.

Con la información del circón detrítico de los Montes Jack, ya podría haber masas de agua líquida hace al menos 4200 millones de años, ya que muestran la influencia de un clima más templado en los magmas de esa antigüedad.

Esto quiere decir que los océanos han acompañado al planeta Tierra durante buena parte de su historia. El planeta se formó hace ~4540 millones de años, y poco después, entre los primeros 100 y 500 millones de años, ya habría océanos cubriendo parte de su superficie.

No obstante, la corteza oceánica está en continua renovación, formándose en las dorsales oceánicas y fundiéndose de nuevo en el manto en las zonas de subducción; la corteza oceánica actual más antigua tiene tan sólo 200 millones de años.

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