El eón Arcaico

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El Eón Arcaico, una división de la escala temporal geológica, es la segunda división geológica del supereón Precámbrico. Comienza hace 4.000-3.800 millones de años (después del Eón Hadeico) y finaliza hace 2.500 millones de años (cuando comienza el Eón Proterozoico), durando aproximadamente 1.500 millones de años.

Las fechas se definen cronométricamente, en lugar de estar basadas en la estratigrafía. El límite inferior (punto de partida) no ha sido oficialmente establecido por la Comisión Internacional de Estratigrafía. Algunos autores lo clasifican como Era Arcaica, integrando el eón Precámbrico.

En la literatura antigua, la Era Hadeica se incluye como parte de la Era Arcaica. El nombre arcaico proviene de la palabra griega antigua que significa “comienzo, origen”.

En este período se produce una evolución de la corteza terrestre, por lo cual tuvo que haber una tectónica de placas (movimiento de placas) y una estructura interna terrestre similar a la que conocemos hoy en día, aunque la diferenciaba el exceso de calor.

Se calcula que había más actividad tectónica debido a la mayor velocidad en que se produce la litósfera, por lo cual también cabría esperar que hubiese mayor actividad en las dorsales y un mayor número de ellas, así como mayor actividad en las zonas de subducción y mayor número de placas y más pequeñas evidentemente.

- Tierra

A comienzos del eón Arcaico, el flujo de calor de la Tierra era casi tres veces superior al que es hoy, y el doble que a principios del eón Proterozoico (2.500 m.a.).

El calor adicional puede haber sido debido al remanente de la acreción planetaria, en parte procedente del calor de formación del núcleo de hierro y en parte por una mayor producción de calor radiogénico, por radionúcleos de corta duración, como el uranio-235.

La mayoría de las rocas que aún sobreviven son metamórficas e ígneas. La actividad volcánica era considerablemente más alta que hoy, con numerosos puntos calientes, fosas tectónicas y lavas eruptivas, incluyendo tipos inusuales como komatiites.

Sin embargo, predominan las rocas ígneas intrusivas en los remanentes de los cratones de la corteza terrestre que sobreviven hoy. Estas son magmas que se infiltraron en las rocas, pero solidificaron antes de que pudieran llegar a la superficie de la Tierra. Como ejemplos podemos citar grandes placas fundidas y voluminosas masas plutónicas de granito, diorita, anortosita y monzonita.

La Tierra de comienzos del eón Arcaico puede haber tenido un diferente estilo tectónico. Algunos científicos piensan que, debido a que la Tierra estaba más caliente, la actividad de placas tectónicas era más fuerte que actualmente, resultando en una mayor tasa de reciclaje de material. Esto puede haber impedido la formación de cratones y continentes hasta que el manto se enfriara y la corriente de convección se ralentizara.

Otros argumentan que el manto subcontinental litosférico era demasiado grande para subducir, y que la falta de rocas arcaicas es debida a la erosión producida por los eventos tectónicos posteriores.

La cuestión de la actividad tectónica en el Arcaico es un área activa de la moderna investigación geocientífica.

No hubo grandes continentes hasta finales de la era Arcaica: los protocontinentes pequeños eran la norma, puesto que la alta tasa de actividad geológica impedía la coalescencia en unidades más grandes.

Estos protocontinentes félsicos probablemente se formaban en los puntos calientes, en lugar de formarse en las zonas de subducción, a partir de una variedad de fuentes:

- Diferenciación ígnea de rocas máficas para producir rocas intermedias y félsicas;

- Magma máfica fusionando rocas félsicas y obligando a la granitización de rocas intermedias;

- Fusión parcial de rocas máficas y alteración metamórfica de las rocas sedimentarias félsicas.

Es posible que tales fragmentos continentales no se hayan conservado, a menos que fueran lo suficientemente grandes o afortunados para evitar las enérgicas zonas de subducción.

Una explicación para la falta general de rocas hadeicas (de más de 3.800 millones de años), es la gran cantidad de desechos extrasolares presentes en el Sistema Solar temprano. Incluso después de la formación planetaria, existía todavía una gran cantidad de grandes asteroides y meteoritos que bombardeaban la Tierra hasta alrededor de hace 3.800 millones de años.

Un aluvión particularmente grande de impactos, conocido como “bombardeo intenso tardío”, pudo haber impedido la formación de grandes masas de corteza, destrozando literalmente los primeros protocontinentes.

- Agua y atmósfera

En este eón, la atmósfera aparentemente carecía de oxígeno libre. Las temperaturas parecen haber estado cerca de los niveles modernos, incluso a los 500 millones de años de formación de la Tierra, con agua líquida presente, como lo demuestran algunos gneises muy deformados producidos por metamorfismo de protolitos sedimentarios.

Los astrónomos creen que el Sol era alrededor de un tercio de brillante que en la actualidad, lo que puede haber contribuido a la disminución de las temperaturas globales.

Se piensa que en esta época había el mayor volumen de gases de efecto invernadero que en cualquier otro momento de la historia de la Tierra.

Al finalizar el eón Arcaico, hace 2.500 millones de años, la actividad de la tectónica de placas puede haber sido similar a la de la Tierra moderna. Algunas cuencas sedimentarias bien conservadas y las pruebas de arcos volcánicos, fosas tectónicas intracontinentales, colisiones continente-continente y eventos orogénicos generalizados, sugieren la formación y destrucción de uno o tal vez varios supercontinentes.

El agua líquida era frecuente, y se conoce la existencia de cuencas oceánicas profundas, por la presencia de formaciones de hierro bandeadas, sedimentación química y capas de sílex y basaltos.

- Geología

Aunque se conocen algunos minerales del Eón Hadeico, las formaciones rocosas más antiguas expuestas en la superficie de la Tierra se formaron durante el Eón Arcaico, o son inmediatamente anteriores.

Se conocen rocas arcaicas en Groenlandia, Escudo Canadiense, Escudo Báltico, Escocia, India, Brasil, Australia Occidental y Sudáfrica.

Aunque los primeros continentes se formaron durante este eón, estas rocas representan sólo el 7 % de los cratones del mundo actual. Incluso considerando la erosión y destrucción de las formaciones anteriores, todo indica que la corteza continental formada durante el eón Arcaico equivaldría a sólo el 5 % - 40 % de la corteza actual.

En contraste con el eón Proterozoico, las rocas arcaicas son a menudo sedimentos de aguas profundas, fuertemente metamorfoseados, tales como grauvacas, esquistos arcillosos, sedimentos volcánicos y formaciones de hierro bandeado. Las rocas carbonatadas son raras, lo que indica que los océanos eran más ácidos que durante el eón Proterozoico, debido a la disolución de dióxido de carbono.

Los cinturones supracorticales son típicos de las formaciones arcaicas y consisten de unidades de rocas ígneas máficas metamorfoseadas, alternadas con rocas sedimentarias. Las rocas metaígneas se derivan de los arcos insulares volcánicos, mientras que los metasedimentos representan sedimentos de aguas profundas erosionados de los arcos de islas vecinos y depositados en la cuenca.

Los cinturones supracorticales representan suturas entre protocontinentes.

- Vida

Se encuentran estromatolitos por toda el eón Arcaico, siendo especialmente comunes a finales del eón.

Los estromatolitos son importantes fósiles que se comienzan a formar hace 3.500 millones de años, con una abundancia máxima hace 1.250 millones de años. Posteriormente, se redujo su abundancia y diversidad, si bien actualmente continúan formándose en algunos lugares. Sin embargo, debe tenerse en cuenta que los primeros estromatolitos con origen microbiano confirmado son de hace 2.724 millones de años.

La vida estaba presente probablemente durante todo el eón Arcaico, pero es probable que estuviera limitada a los organismos procariotas.

Hace unos 3.500 millones de años, durante la era Paleoarcaica, las bacterias comienzan con la fotosíntesis, que inicialmente era anoxigénica, por lo que no desprende oxígeno.

En la actualidad, las bacterias verdes del azufre y no del azufre, y las bacterias púrpura, realizan este tipo de fotosíntesis. No sería hasta hace unos 2.800 millones de años, durante la era Neoarcaica, cuando surjan los primeros organismos capaces de realizar la fotosíntesis oxigénica (como las cianobacterias) y comiencen a liberar oxígeno molecular al medio ambiente.

La Comisión Internacional de Estratigrafía reconoce las siguientes subdivisiones (eras) del Eón Arcaico:

- Hace 3.800 millones de años

Hace unos 3.800 millones de años, la Tierra quedó “un poco más” estabilizada. La corteza terrestre, al final del eón Azoico, era muy frágil, más delgada que ahora y con una enorme cantidad de movimientos provocados por terremotos y erupciones volcánicas.

En lo que sí están de acuerdo casi todos es en que, aproximadamente por estas fechas, la superficie terrestre quedó establecida. Se inicia el eón (o era, según algunos) Arcaico. La corteza se fue enfriando y se formaron las primeras rocas ígneas y metamórficas. Las abundantes lluvias generaron los océanos y mares, mientras la temperatura a nivel de superficie seguía descendiendo.

Más del 90 % de la superficie de la Tierra se había convertido en un inmenso océano. Pequeñas islas volcánicas asomaban entre las olas. Estos mares gigantescos, eran ricos en hierro, lo que les daba un color verde aceituna. El dióxido de carbono abundaba tanto en el cielo que parecía rojo. La densa atmósfera producía una presión suficiente para aplastar un cuerpo humano. El calor era abrazador, las temperaturas superaban los 93 °C.

Este mundo acuático, tóxico e inhabitable, duraría otros 500 millones de años. Pero ya entonces se iniciaba una transformación crucial. La actividad volcánica reapareció, para desencadenar la creación de los continentes, a partir de la aparición de un nuevo tipo de roca: La Tierra estaba a punto de convertirse en un planeta de granito.

Millones de años se sucederán todavía. Disminuyó la temperatura, y la corteza, cada vez más resistente, permitió la formación de masas continentales. Se originaron nuevos mares y la actividad interna del globo, aunque atenuada, siguió desgarrando la corteza, permitiendo así la formación de alturas y hondonadas.

Y desde entonces, desde el momento mismo en que aparecieron esos accidentes sobre la superficie terrestre, comenzó una lucha titánica entre la lluvia, el viento, los hielos, contra la roca viva...

Ese duelo no ha terminado ni terminará nunca...

- Hace 3.400 millones de años

La Tierra tenía poco más de 1.000 millones de años. Los inmensos océanos verdes lo cubrían casi todo. Ninguna de las islas volcánicas que asomaba sobre la superficie sobrevivió mucho tiempo al embate de los mares. Pero todo estaba por cambiar.

El aumento de la actividad volcánica submarina no tardaría en crear una roca más dura, que daría lugar a los continentes. En algunas zonas del globo aparecieron indicios de los que serían los primeros continentes.

Sudáfrica, donde se encuentra una de las rocas continentales más antiguas de la Tierra, muestra a estas rocas muy especiales. Allí se encuentra granito primitivo. Este granito, que se puede ver en el Sur de Africa, forma el núcleo de uno de los continentes más antiguos del planeta.

Estas rocas erosionadas son las últimas visibles de lo que hoy se conoce como el cratón de Transvaal, una colosal masa de granito primitivo, que se extiende por debajo del Sur de Africa. Un vestigio de la Tierra primitiva.

Hace 3.500 millones de años, el granito comenzó a aparecer por todas partes. El aumento de los fenómenos volcánicos había fracturado la corteza de la Tierra bajo los inmensos océanos, permitiendo que el agua entrase en las grietas de la lava fundida.

Esta mezcla de agua muy caliente y lava basáltica, dio lugar a una nueva roca: el granito. Ascendió desde las profundidades, para formar la primera corteza continental. Por eso el granito es tan especial e importante. Es ligero, la densidad de la roca granítica es mucho menor que la roca basáltica. De hecho, la diferencia de densidad entre estas dos rocas es mayor que la diferencia de densidad entre el agua y el aire.

La roca basáltica es un buen ejemplo de la roca de la corteza oceánica, y el granito, típica de los continentes. Los continentes son ligeros y flotan. La corteza oceánica es más densa y pesada. Literalmente, flotan sobre el manto.

La corteza de granito no sólo era ligera, era resistente, lo bastante como para soportar la fuerza erosiva de los océanos.

Durante los siguientes 2.000 millones de años, los protocontinentes de granito crecieron a un ritmo lento, pero constante. En diferentes partes del globo, la corteza granítica parecía poder formar, algún día, el corazón de grandes masas de Tierra. El dominio de los océanos había llegado a su fin. Los continentes habían llegado.

La lenta expansión de los protocontinentes de granito no sólo cambiaría la apariencia del planeta; las costas poco profundas llenarían de vida la superficie bañada por el Sol, y ayudaría a desencadenar la producción de oxígeno.

Se cree que la vida primitiva unicelular se remonta casi al origen de los primeros océanos, a mucha profundidad, bajo las olas, viviendo del calor producido por las fisuras volcánicas submarinas, pero ahora están evolucionando y ascendiendo hacia la superficie.

En la costa continental iba a aparecer un organismo que transformaría el planeta: el estromatolito.

El estromatolito se nutría de la luz solar y llenó la atmósfera de oxígeno. Este organismo primordial todavía puede encontrarse hoy en el Oeste de Australia.

Hay pocos lugares del planeta en que aún hay estromatolitos. En la estrecha playa arenosa de Shark Bay, Australia, encontraron una multitud de estromatolitos en las aguas poco profundas. Cada uno de estos curiosos montículos rocosos puede medir hasta 30 centímetros de ancho y 60 centímetros de alto.

Nadie se percató de la importancia de Shark Bay hasta la década de 1950, cuando llegó a este remoto lugar el geólogo australiano Phillip Playford, que fue el primero en averiguar cómo se forman los estromatolitos.

Playford descubrió un alga poco común que formaba la delgada película que cubría los montículos y era la causante de los mismos. Los estromatolitos se componen de láminas muy finas de microorganismos que forman lentamente, capa tras capa, año tras año. Usan la energía de la luz para conseguir el alimento, y los restos que van dejando forman estas rocas.

Otros geólogos se percataron de la importancia del descubrimiento de Playford. Las formas que habían visto en rocas de miles de millones de años de edad eran, de hecho, estromatolitos fosilizados.

El hallazgo de Playford revolucionó el estudio de los fósiles. En cuanto se supo que estas estructuras se debían a organismos vivos, reexaminaron los archivos de rocas y descubrieron las mismas estructuras. Así dedujeron que la vida en la Tierra se remontaba a 3.500 millones de años.

Estos son los verdaderos antepasados de todos los seres vivos de la Tierra. Son nuestros tatara, tatara, tatarabuelos y abuelas.

Los registros de rocas muestran que hace 2.500 millones de años, los estromatolitos crecieron por todo el planeta. Todas las playas de la Tierra tenían el mismo aspecto que Shark Bay, y conforme los estromatolitos ocupaban las aguas superficiales, comenzaron a llenar la atmósfera de oxígeno.

La Tierra es el único planeta del Sistema Solar con una atmósfera con gran cantidad de oxígeno, y los científicos creen que ese oxígeno procede únicamente de la reacción de los estromatolitos. Esta alga transformaba la luz del Sol en oxígeno, un proceso conocido como fotosíntesis.

Durante 2.000 millones de años, incontables generaciones de estromatolitos produjeron más de 20.000 millones  de toneladas de oxígeno. En un principio, el gas se disolvía en los océanos, donde oxidó miles de millones de toneladas de hierro pero, con el tiempo, llenaría también la atmósfera y transformaría el planeta. 

Eón Arcaico

(4.000 - 3.800 a 2.500 m.a)

* 3.800 m.a.: la superficie de la Tierra forma una corteza de roca sólida.

* El agua comienza a condensarse en forma líquida.

* El día terrestre es de 15 horas.

* 3.500 m.a.: comienza la vida monocelular (procariotas). Las primeras bacterias productoras de oxígeno, cianobacterias (algas verde-azules), forman estromatolitos.

* 3.000 m.a.: La atmósfera tiene 75 % de nitrógeno, 15 % de dióxido de carbono.

* El Sol brilla con el 80 % de la intensidad actual.

* Registro más antiguo del campo magnético terrestre.