Rodinia: La Gran Discordancia y la Creación de la Vida en la Tierra
El registro geológico de la historia de la Tierra es de 4.600 millones de años. Contiene la historia de la vida en la Tierra y la formación de los continentes y océanos que cubren el planeta en la actualidad. Hay, sin embargo, lagunas en esta historia, generalmente creadas por la erosión. Estas se denominan discordancias. Una de las más grandes de estas discordancias se llama simplemente la Gran Discordancia. Se llama así porque hasta 1.200 millones de años de la historia de la Tierra se encuentran en esta brecha, aproximadamente una quinta parte de la historia de nuestro planeta. ¿Qué pudo haber causado esta brecha? Una posibilidad es la erosión relacionada con la ruptura de un antiguo supercontinente conocido como Rodinia.
Rodinia y el flujo y reflujo de los supercontinentes
Explicar la ruptura de Rodinia requiere una breve revisión de la tectónica de placas y el ciclo del supercontinente. Debido a que la corteza terrestre se divide en placas tectónicas que se mueven unas contra otras, los continentes de la Tierra se mueven constantemente por la superficie. Esto sucede muy lentamente, por lo que es demasiado leve para notarlo en escalas de tiempo humanas.
Cada pocos cientos de millones de años, todos los continentes se unen para formar un supercontinente antes de separarse una vez más para convertirse en continentes individuales. El supercontinente más reciente fue Pangea, que se formó hace unos 250 a 300 millones de años y comenzó a separarse hace unos 205 millones de años. Esta ruptura formó los comienzos de lo que ahora es la cuenca del Océano Atlántico .
La formación del supercontinente más reciente también coincidió con una enorme extinción masiva, lo que demuestra las consecuencias de la formación y ruptura de los supercontinentes para la vida en la Tierra. Pangea , por supuesto, no es el único supercontinente cuya evolución puede haber influido en la historia de la vida. Un supercontinente mucho más antiguo es Rodinia, el nombre que se deriva de la palabra rusa para "patria". Comenzó a formarse hace unos 1200 millones de años y empezó a fragmentarse hace unos 750 millones de años.
La deriva continental y la evolución de la tierra desde Pangea hasta hoy. ( Dimitrios /Adobe Stock)
La asamblea y ruptura de los supercontinentes
El mecanismo detrás del ensamblaje y ruptura de los supercontinentes es el movimiento de las placas tectónicas que forman la corteza. Hay tres tipos de límites entre placas tectónicas: límites convergentes, donde dos placas tectónicas chocan, límites divergentes, donde se separan, y límites de transformación, donde dos placas se mueven lateralmente entre sí.
Hay dos tipos de límites convergentes, las zonas de subducción y las zonas orogénicas o de formación de montañas. Las zonas de subducción se forman cuando hay una colisión entre dos márgenes de placas de la corteza oceánica, o dos márgenes de placas donde un margen está hecho de corteza oceánica y el otro está hecho de corteza continental.
Estos dos escenarios darán como resultado arcos de islas volcánicas, como Filipinas, y cadenas montañosas costeras volcánicas, como las Cascadas en el noroeste de América del Norte, respectivamente. Las colisiones entre dos márgenes de placas de la corteza continental formarán cadenas montañosas como el Himalaya.
Cuando los continentes se fusionen para formar supercontinentes, las zonas de contacto entre los continentes se convertirán en zonas orogénicas, lo que significa que su fusión conducirá a la formación de cadenas montañosas. Esto se debe a que la corteza continental es demasiado flotante para ser empujada debajo de una placa tectónica. La corteza oceánica, por otro lado, es más densa y puede ser empujada debajo de una placa tectónica o subducida. Como resultado, la corteza continental simplemente se comprimirá a medida que las masas continentales se juntan, creando cadenas montañosas.
Si estas cadenas montañosas se hacen lo suficientemente grandes, la presión dentro de ellas se acumulará a tal grado que el calor generado dentro de la cadena montañosa hará que la cadena montañosa pierda fuerza y comience a “hundirse”. Es este hundimiento y aplanamiento de la cordillera lo que eventualmente puede conducir a la ruptura de las masas continentales, incluidos los supercontinentes. Este proceso probablemente comenzó a ocurrir para Rodinia hace unos 750 millones de años y puede ser parte del proceso de formación detrás de la Gran Discordancia.
La Gran Discordancia fue notada por primera vez por John Wesley Powell en el Gran Cañón en 1869. Es una brecha gigantesca en la línea de tiempo geológica. (libros cerveceros / CC BY-SA 2.0 )
Rodinia y la Gran Discordancia
La evidencia de la Gran Disconformidad se encuentra en todo el mundo. Sin embargo, un lugar donde es particularmente marcado es en el Gran Cañón . Por ejemplo, Vishnu Schist, roca metamórfica que solía ser arenisca y lutitas en un fondo marino antiguo, que tiene unos 1.700 millones de años, se encuentra directamente debajo de Tapeats Sandstone, una unidad de roca que representa una playa antigua que data de hace unos 550 millones de años. . Parece que faltan alrededor de mil millones de años en el registro geológico de esta sección de la estratigrafía del Gran Cañón. ¿Cómo podría la formación de un supercontinente hacer esto?
Un artículo en Geology , publicado en 2018, sugiere que el motivo de esta disconformidad es la erosión masiva de las cadenas montañosas de Rodinian que se formaron cuando se exhumaron, o se elevaron y luego se erosionaron, grandes masas de roca granítica del cratón subyacente, hace unos 680 a 850 millones de años. atrás. Estas edades se basan en la datación radiométrica de los cristales de circón.
El registro geológico de la historia de la Tierra es de 4.600 millones de años. Contiene la historia de la vida en la Tierra y la formación de los continentes y océanos que cubren el planeta en la actualidad. Hay, sin embargo, lagunas en esta historia, generalmente creadas por la erosión. Estas se denominan discordancias. Una de las más grandes de estas discordancias se llama simplemente la Gran Discordancia. Se llama así porque hasta 1.200 millones de años de la historia de la Tierra se encuentran en esta brecha, aproximadamente una quinta parte de la historia de nuestro planeta. ¿Qué pudo haber causado esta brecha? Una posibilidad es la erosión relacionada con la ruptura de un antiguo supercontinente conocido como Rodinia.
Rodinia y el flujo y reflujo de los supercontinentes
Explicar la ruptura de Rodinia requiere una breve revisión de la tectónica de placas y el ciclo del supercontinente. Debido a que la corteza terrestre se divide en placas tectónicas que se mueven unas contra otras, los continentes de la Tierra se mueven constantemente por la superficie. Esto sucede muy lentamente, por lo que es demasiado leve para notarlo en escalas de tiempo humanas.
Cada pocos cientos de millones de años, todos los continentes se unen para formar un supercontinente antes de separarse una vez más para convertirse en continentes individuales. El supercontinente más reciente fue Pangea, que se formó hace unos 250 a 300 millones de años y comenzó a separarse hace unos 205 millones de años. Esta ruptura formó los comienzos de lo que ahora es la cuenca del Océano Atlántico .
La formación del supercontinente más reciente también coincidió con una enorme extinción masiva, lo que demuestra las consecuencias de la formación y ruptura de los supercontinentes para la vida en la Tierra. Pangea , por supuesto, no es el único supercontinente cuya evolución puede haber influido en la historia de la vida. Un supercontinente mucho más antiguo es Rodinia, el nombre que se deriva de la palabra rusa para "patria". Comenzó a formarse hace unos 1200 millones de años y empezó a fragmentarse hace unos 750 millones de años.
La deriva continental y la evolución de la tierra desde Pangea hasta hoy. ( Dimitrios /Adobe Stock)
La asamblea y ruptura de los supercontinentes
El mecanismo detrás del ensamblaje y ruptura de los supercontinentes es el movimiento de las placas tectónicas que forman la corteza. Hay tres tipos de límites entre placas tectónicas: límites convergentes, donde dos placas tectónicas chocan, límites divergentes, donde se separan, y límites de transformación, donde dos placas se mueven lateralmente entre sí.
Hay dos tipos de límites convergentes, las zonas de subducción y las zonas orogénicas o de formación de montañas. Las zonas de subducción se forman cuando hay una colisión entre dos márgenes de placas de la corteza oceánica, o dos márgenes de placas donde un margen está hecho de corteza oceánica y el otro está hecho de corteza continental.
Estos dos escenarios darán como resultado arcos de islas volcánicas, como Filipinas, y cadenas montañosas costeras volcánicas, como las Cascadas en el noroeste de América del Norte, respectivamente. Las colisiones entre dos márgenes de placas de la corteza continental formarán cadenas montañosas como el Himalaya.
Cuando los continentes se fusionen para formar supercontinentes, las zonas de contacto entre los continentes se convertirán en zonas orogénicas, lo que significa que su fusión conducirá a la formación de cadenas montañosas. Esto se debe a que la corteza continental es demasiado flotante para ser empujada debajo de una placa tectónica. La corteza oceánica, por otro lado, es más densa y puede ser empujada debajo de una placa tectónica o subducida. Como resultado, la corteza continental simplemente se comprimirá a medida que las masas continentales se juntan, creando cadenas montañosas.
Si estas cadenas montañosas se hacen lo suficientemente grandes, la presión dentro de ellas se acumulará a tal grado que el calor generado dentro de la cadena montañosa hará que la cadena montañosa pierda fuerza y comience a “hundirse”. Es este hundimiento y aplanamiento de la cordillera lo que eventualmente puede conducir a la ruptura de las masas continentales, incluidos los supercontinentes. Este proceso probablemente comenzó a ocurrir para Rodinia hace unos 750 millones de años y puede ser parte del proceso de formación detrás de la Gran Discordancia.
La Gran Discordancia fue notada por primera vez por John Wesley Powell en el Gran Cañón en 1869. Es una brecha gigantesca en la línea de tiempo geológica. (libros cerveceros / CC BY-SA 2.0 )
Rodinia y la Gran Discordancia
La evidencia de la Gran Disconformidad se encuentra en todo el mundo. Sin embargo, un lugar donde es particularmente marcado es en el Gran Cañón . Por ejemplo, Vishnu Schist, roca metamórfica que solía ser arenisca y lutitas en un fondo marino antiguo, que tiene unos 1.700 millones de años, se encuentra directamente debajo de Tapeats Sandstone, una unidad de roca que representa una playa antigua que data de hace unos 550 millones de años. . Parece que faltan alrededor de mil millones de años en el registro geológico de esta sección de la estratigrafía del Gran Cañón. ¿Cómo podría la formación de un supercontinente hacer esto?
Un artículo en Geology , publicado en 2018, sugiere que el motivo de esta disconformidad es la erosión masiva de las cadenas montañosas de Rodinian que se formaron cuando se exhumaron, o se elevaron y luego se erosionaron, grandes masas de roca granítica del cratón subyacente, hace unos 680 a 850 millones de años. atrás. Estas edades se basan en la datación radiométrica de los cristales de circón.
A medida que se exhumaban estas masas subyacentes de roca cristalina, las capas sedimentarias y volcánicas que las cubrían se habrían erosionado, de manera similar a lo que se ve hoy en Sierra Nevada . Los macizos de granito o granitoides de las montañas de Sierra Nevada en California alguna vez estuvieron cubiertos por depósitos sedimentarios y volcánicos.
Sin embargo, durante millones de años, estas capas relativamente débiles se han erosionado para revelar la roca cristalina relativamente resistente a la erosión que se encuentra debajo. Esto es probablemente lo que sucedió en Rodinia hace más de 680 millones de años. La erosión de estas capas sedimentarias y volcánicas habría creado una pausa en la deposición en estas áreas y habría borrado millones de años de historia geológica, dando como resultado la Gran Discordancia.
Las Montañas Apalaches se formaron por la fusión de todos los continentes en el supercontinente Pangea. ( Pavlo Vakhrushev / Adobe Stock)
Singularidad de la Ruptura de Rodinia
Aunque el caso de que Rodinia sea la culpable de la Gran Disconformidad es convincente, no lo explica todo. El levantamiento y la erosión del tipo que sucedió con Rodinia también sucedió con otros supercontinentes, pero otros supercontinentes no tienen discordancias de mil millones de años asociadas con ellos. Lo que es desconcertante es por qué esto no sucedió en los otros supercontinentes . Por ejemplo, ¿por qué una discordancia igualmente grande no está asociada con la ruptura de Pangea?
Pangea se formó por un mecanismo similar de unión de los continentes, formando enormes cadenas montañosas, cuyas raíces sobreviven en forma de los Apalaches en el este de los Estados Unidos, por ejemplo. Estas características altamente erosionadas alguna vez formaron la base de una cadena montañosa que rivalizaba con el Himalaya en altura. Si bien es indudable que existen discordancias relacionadas con el aumento de las tasas de erosión por la formación de esta cadena montañosa, el efecto de estas discordancias no es tan marcado como la Gran Discordancia.
¿Cuál es la razón de esta diferencia? Esto es especulación, pero una de las razones podría deberse a la presencia de plantas. El supercontinente de Rodinia se formó antes de la evolución de la vida macroscópica. Hubo vida en la Tierra hace 1.200 millones de años, pero era microscópica. La expresión de vida más visible en ese momento estaba en forma de estromatolitos, un tipo de arrecife construido por comunidades microbianas que se conserva en el registro geológico. Aunque la Tierra estaba cubierta por un océano casi global en ese momento, las masas de tierra en la Tierra probablemente se habrían parecido a la superficie de Marte, desolada, desértica y posiblemente con una apariencia rojiza debido a la presencia de óxidos de hierro.
La vegetación juega un papel importante en la limitación de la erosión. Es posible que esta falta de plantas para actuar como control de la erosión haya hecho que la erosión del material sea mucho más significativa en el supercontinente de Rodinia. El supercontinente de Pangea estaba muy desolado, pero al menos habría tenido vegetación en algunos lugares para frenar la erosión. Rodinia, con su paisaje posiblemente similar al de Marte, no habría tenido este control, por lo que los ríos, el viento y las inundaciones pueden haber tenido un poder erosivo mucho mayor que el actual.
Otro factor significativo en la historia geológica del antiguo supercontinente es que las glaciaciones masivas ocurrieron tarde en su historia. No se entiende completamente por qué, pero la ruptura de Rodinia parece haber llevado a una glaciación desbocada que puede haber creado un escenario de bola de nieve en la Tierra, donde gran parte de la superficie de la Tierra estaba cubierta por capas de hielo.
Los glaciares también son conocidos por ser fuerzas de erosión muy poderosas. Se mueven lentamente, pero con el tiempo pueden mover cantidades significativas de sedimentos e incluso tallar la roca sólida de las cadenas montañosas. Las enormes glaciaciones que ocurrieron en ese momento, junto con una falta total de vegetación para actuar como control de la erosión, podrían haber creado una secuencia erosiva anormalmente destructiva que condujo a la Gran Discordancia que vemos en el registro de rocas. Esta explicación es especulación, por supuesto, pero encaja con lo que se sabe de las condiciones de Rodinia en comparación con los supercontinentes más jóvenes, como Pangea.
Importancia de Rodinia y la Gran Discordancia
Rodinia, además de ser geológicamente importante, también puede ser importante para la historia de la vida en la Tierra. Fue frente a la costa del supercontinente en fractura donde pudo haber tenido su comienzo la primera vida multicelular. Cuando el supercontinente de Rodinia comenzó a romperse hace unos 750 millones de años, este proceso habría llevado a la formación de grietas donde el calor debajo de la corteza estaba separando al supercontinente. Eventualmente, estas grietas se convertirían en cuencas oceánicas. Un posible ejemplo moderno de este proceso es el Mar Rojo, que puede ser una cuenca oceánica incipiente que se forma entre el noreste de África y la Península Arábiga.
La formación de estas cuencas oceánicas alrededor de Rodinia habría llevado a la formación de márgenes continentales pasivos, o plataformas continentales , similares a las que se ven a ambos lados del Océano Atlántico en la actualidad. Esto habría permitido la existencia de grandes mares poco profundos. Es en estos mares poco profundos donde probablemente comenzó a evolucionar la primera vida multicelular.
Hace unos 635 millones de años, aparecen en el registro fósil los primeros organismos multicelulares de cuerpo blando, es decir, organismos sin esqueletos ni exoesqueletos. Estos primeros organismos de cuerpo blando se conocen como la biota de Ediacara. Hace unos 540 millones de años, después de que Rodinia se disolvió hace mucho tiempo, se produjo la explosión del Cámbrico. Esto condujo al surgimiento de los primeros organismos de cuerpo duro u organismos con esqueletos y exoesqueletos.
La explosión del Cámbrico representa el surgimiento de casi todos los principales filos de animales que viven hoy. El Período Cámbrico es más famoso, por supuesto, por ser la era de los artrópodos (el filo que contiene insectos, crustáceos, etc.). Aunque estos eventos en la historia de la vida ocurrieron mucho después de la ruptura de Rodinia, probablemente ocurrieron en mares poco profundos que se formaron debido a la ruptura y, por lo tanto, fueron un legado del antiguo supercontinente. Por lo tanto, Rodinia y la Gran Discordancia pueden estar asociadas con el surgimiento de la vida multicelular.
Reconstrucción del supercontinente Rodinia hace 900 millones de años. (Fama Clamosa / CC BY-SA 4.0 )
La gran inconformidad: ¿la gran biblioteca perdida de la vida?
Hay muchas preguntas sin respuesta con respecto al surgimiento de la primera vida multicelular. Desde una perspectiva geológica, muchas formas de vida en el Cámbrico parecen haber surgido repentinamente sin muchos precedentes. Parece que podría faltar gran parte del registro de esta primera etapa en la evolución de la vida multicelular. Si los millones o incluso miles de millones de años de historia geológica representados por la Gran Discordancia no hubieran sido borrados por la erosión, ¿sería el registro más completo?
No creo que esto sea necesario para explicar el escaso registro de vida multicelular al comienzo del Fanerozoico, pero la pérdida de un registro de más de mil millones de años de la historia de la Tierra aún puede afectar significativamente nuestra comprensión de la historia de la vida en Tierra. Es posible que la Gran Discordancia pueda representar un equivalente geológico a la pérdida de la Gran Biblioteca de Alejandría . Así como la pérdida de esa antigua biblioteca dejó en la incógnita el nivel de conocimiento alcanzado en el mundo antiguo, la pérdida de información geológica y paleontológica debido a la Gran Conformidad puede dejar en el anonimato importantes detalles sobre la historia de la vida en la Tierra.
La Gran Discordancia y el Legado de Rodinia
Si tuvieras que ser transportado en el tiempo y el espacio al antiguo supercontinente de Rodinia, sería un lugar muy sobrenatural. No habría plantas ni animales y el aire no tendría suficiente oxígeno para respirar. Rodinia representa una Tierra muy diferente de aquella con la que estamos familiarizados.
A pesar de esto, esa masa de tierra totalmente alienígena desempeñó un papel muy importante en la historia geológica de nuestro planeta, los continentes y tal vez incluso la vida. En sus lanzamientos de muerte, creó la Gran Discordancia y puede haber estimulado el surgimiento de vida multicelular a través de la formación de grandes plataformas continentales y mares poco profundos donde esta vida podría florecer. De alguna manera, Rodinia puede ser responsable del mundo geológico y biológico moderno tal como lo entendemos.
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