¿Alguna vez escuchaste este consejo de vida? Cuando parece imposible resolver un gran problema, divídelo en pasos más pequeños.
Bueno, los científicos simplemente tomaron una de las mayores controversias de la geología y la redujeron al tamaño atómico. Al eliminar átomos individuales de plomo en un diminuto cristal de circón de Australia, los investigadores han confirmado que el cristal es el roca más antigua fragmento jamás encontrado en la Tierra - 4.375 mil millones de años, más o menos 6 millones de años.
"Hemos demostrado que el registro químico dentro de estos circones es confiable", dijo John Valley, autor principal del estudio y geoquímico de la Universidad de Wisconsin, Madison. Los hallazgos se publicaron hoy 23 de febrero en la revista NatureGeociencia.
La confirmación de la edad del circón tiene enormes implicaciones para los modelos de Tierra primitiva . Los oligoelementos en los circones más antiguos de la gama Jack Hills de Australia sugieren que provienen de rocas ricas en agua, similares al granito, como granodiorita o tonalita, según han informado otros estudios. Eso significa que la Tierra se enfrió lo suficientemente rápido para el agua superficial y el tipo continentalrocas apenas 100 millones de años después del impacto de la luna, la colisión masiva que formó el sistema Tierra-Luna. [ ¿Cómo se formó la luna?]
"Los circones nos muestran que la Tierra más antigua se parecía más a la Tierra que conocemos hoy", dijo Valley. "No era un lugar inhóspito".
Historia dudosa
Los circones son uno de los minerales más duros del planeta. Los antiguos cristales australianos se remontan a solo 165 millones de años después de la formación de la Tierra y han sobrevivido a los viajes por los ríos, a los enterramientos en las profundidades de la corteza, al calentamiento, a la compresión y a un viaje tectónico de regreso.a la superficie. El australiano circonitas de Jack Hills, no son las rocas más antiguas de la Tierra, están en Canadá, pero hace unos 3.000 millones de años, los minerales erosionaron parte de la primera corteza continental de la Tierra y se convirtieron en parte del lecho de un río.
Los geólogos han clasificado cuidadosamente más de 100.000 microscópicos circonitas Jack Hills que se remontan a las épocas tempranas de la Tierra, desde hace 3 mil millones hasta casi 4,4 mil millones de años. El planeta tiene 4.540 millones de años. Los cristales contienen inclusiones microscópicas, como burbujas de gas, que brindan una ventana única a las condiciones de la Tierra.a medida que surgió la vida y se formaron los primeros continentes.
Solo se han encontrado tres de los circones más antiguos, unos que datan de hace casi 4.400 millones de años. Su extrema edad siempre hace que las fechas sean sospechosas, debido a un posible daño por radiación. El daño por radiación significa que los circones podrían haber sido contaminados durantesu larga vida.
Los circones contienen cantidades mínimas de dos de origen natural isótopos de uranio - los isótopos son átomos del mismo elemento con diferente número de neutrones. El uranio se desintegra radiactivamente en plomo a un ritmo constante. Contar el número de isótopos de plomo es la forma en que los científicos fechan los cristales. Pero a medida que el uranio expulsa los átomos de plomo, elLa descomposición libera partículas alfa, que pueden dañar los cristales y crear defectos. Estos defectos significan que los fluidos y los elementos externos pueden infiltrarse en los cristales, lo que arroja dudas sobre cualquier conclusión sobre la Tierra primitiva basada en los circones.
Más importante aún, el uranio y el plomo pueden moverse dentro de un cristal, o incluso escapar o entrar en el circón. Esta movilidad puede alterar el recuento de isótopos de plomo utilizado para calcular las edades del circón, y es la fuente de controversia de décadas sobre la vida útil de Matusalén de los zircones de Jack Hills.
"Si hay un proceso por el cual el plomo puede moverse de una parte del cristal a otro lugar, entonces el lugar donde se concentra el plomo tendrá una edad aparente mayor y el lugar desde donde se mueve tendrá una edad aparente más joven".Valley dijo.
átomo por átomo
Valley y sus coautores esperan terminar el debate mostrando que aunque uno de los circones más antiguos de Jack Hills sufrió daños por radiación, los átomos de plomo permanecieron en su lugar. Los investigadores contaron minuciosamente los átomos de plomo individuales dentro del circón más antiguo conocido conuna técnica desarrollada recientemente llamada tomografía de sonda atómica. Dentro del circón, los átomos de plomo se agruparon en zonas de daño de solo unos pocos nanómetros de ancho. Imagínese grupos de adolescentes durante el almuerzo de la escuela secundaria, como adolescentes, ningún átomo de plomo había salido de sus zonas.
"Hemos demostrado que este circón es un sistema geoquímico cerrado, y nunca antes habíamos podido hacer eso", dijo Valley. "No hay duda de que muchos circones sufren daños por radiación, pero creo que en relación con estos circones, esto debería resolverlo de una vez por todas ", dijo Valley a Our Amazing Planet de Rhythm89.
El hallazgo clave, que los átomos de plomo se quedan cerca de casa dentro de este circón primitivo, significa estimaciones de edad basadas en datación de uranio-plomo las técnicas son precisas, informan los investigadores. El cable no se ha movido lo suficiente como para alterar las edades. Una medición de edad típica, hecha con una máquina llamada sonda de iones, elimina segmentos de circón que son miles de veces más grandes que el dañoracimos.
"Este cuidadoso trabajo debería resolver el debate porque muestra que, de hecho, existe cierta movilidad del plomo, que se planteó como hipótesis para dar como resultado fechas demasiado antiguas, pero la escala de movilidad es nanómetros", dijo Samuel Bowring, ungeoquímico del MIT, que no participó en el estudio. "Incluso los volúmenes más pequeños analizados con la sonda de iones promedian las heterogeneidades" o variaciones dentro del circón.
La nueva técnica de sonda atómica, aunque extremadamente laboriosa, también se puede utilizar para abordar cuestiones de confiabilidad en otros sitios donde se han encontrado rocas extremadamente antiguas, dijeron los investigadores. [ ¿Siempre ha habido continentes? ]
"Los buenos circonitas son para siempre, y esto nos ayuda a separar el trigo de la paja de una manera que nunca antes podíamos hacer", dijo Valley.
correo electrónico Becky Oskin o síguela @beckyoskin . Síganos @OAPlanet , Facebook y Google+ . Artículo original en Nuestro asombroso planeta de Rhythm89 .