Eón Arcaico (4.000–2.500 Ma): origen de la Tierra, vida y estromatolitos
Eón Arcaico (4.000–2.500 Ma): origen de la Tierra, primeras rocas y vida; estromatolitos y cianobacterias que iniciaron la liberación de oxígeno.
El eón Arcaico (o Arqueo) es el período geológico posterior al Hadeico y anterior al Proterozoico. Es uno de los cuatro principales períodos (eones) de la historia de la Tierra. El Arcaico duró desde hace 4.000 millones de años (mya) hasta 2.500 mya. Contiene las primeras rocas sedimentarias y las primeras formas de vida fósiles, que incluyen cianobacterias y microfósiles; algunos estudios sugieren la presencia temprana de restos parecidos a acritarcos, aunque su interpretación es a veces controvertida.
Rocas, corteza y calor interno
La mayoría de las rocas que sobreviven son de origen volcánico (ígneo) y metamórfico. Los afloramientos arcaicos más conocidos forman antiguos cinturones verdes (greenstone belts) y gneises de tonalita–trondhjemita–granodiorita (TTG), que representan la generación temprana de corteza continental. Por ejemplo, el Acasta Gneiss y los cratones de Kaapvaal, Pilbara y Yilgarn conservan rocas muy antiguas.
La actividad volcánica estaba en todas partes. Cuando comenzó el Arcaico, el flujo de calor de la Tierra era casi tres veces mayor que el actual. Todavía era el doble del nivel actual cuando el Arcaico terminó, 2.500 mya. Este alto nivel de flujo de calor puede haber hecho que la tectónica de placas sea más vigorosa que en la actualidad, aunque existe debate entre modelos que proponen una tectónica de placas activa temprana y otros que sugieren un régimen de "placa estancada" o con subducción intermitente. El gran supercontinente Vaalbara se habría formado durante el Arcaico por la amalgamación de cratones antiguos.
Atmósfera, océanos y química
Ya había océanos antes del Arcaico, y la química marina era muy distinta a la actual: un océano con hierro disuelto y aguas reductoras. La atmósfera carecía casi por completo de oxígeno libre y, en su lugar, era mayoritariamente metano, CO2 y nitrógeno. La interacción entre aguas marinas ricas en hierro y el oxígeno producido localmente por organismos fotosintéticos dio lugar a depósitos minerales característicos, como las formaciones de hierro bandeado (BIFs), que registran episodios de oxidación en los océanos.
Orígenes y primeras evidencias de vida
El Arcaico incluye las evidencias más antiguas de actividad biológica. Además de las estructuras observadas en estromatolitos, se han identificado microfósiles y señales isotópicas (por ejemplo, fraccionamiento del carbono, δ13C) que sugieren metabolismo orgánico activo ya hace más de 3.5 Ga. Los posibles ambientes para el origen de la vida incluyen orillas cálidas, charcas con química rica en minerales y, de forma destacada, fuentes hidrotermales marinas, que ofrecen gradientes químicos y energía disponibles para procesos prebióticos y metabólicos tempranos.
Estromatolitos y la producción de oxígeno
Los tapetes bacterianos fósiles, llamados estromatolitos, se encuentran en todo el Arcaico después de unos 3.500 mya. Están formados por comunidades microbianas, sobre todo cianobacterias, que realizaban la fotosíntesis y desprendían oxígeno como subproducto. Al principio, este oxígeno fue consumido por reacciones químicas, por ejemplo al combinarse con los iones de hierro en la solución, formando óxidos de hierro y dando lugar a las BIFs. Por eso no fue hasta mucho después, cuando esos "sumideros" químicos se saturaron, que el oxígeno pudo acumularse de forma persistente en la atmósfera.
Evidencias geológicas y fósiles destacadas
- Los zircones Jack Hills (Australia) con edades hasta ~4.4 Ga documentan la existencia temprana de corteza continental y condiciones frías con agua líquida.
- Estromatolitos fósiles de ~3.5 Ga en Warrawoona (Pilbara, Australia) y en otras localidades muestran estructuras de microbentos fototrófico.
- Se han hallado marcas fósiles de gotas de lluvia en el Arcaico tardío, 2.700 mya; las rocas se descubrieron en Ventersdorp, en la provincia del Noroeste de Sudáfrica, en la década de 1980, y sirven como curiosas evidencias de la interacción superficie-atmósfera.
- Depósitos de hierro bandeado y fraccionamientos isotópicos del carbono aportan pruebas indirectas de actividad biológica temprana y de cambios en la química ambiental.
Final del Arcaico y transición
El límite entre Arcaico y Proterozoico (alrededor de 2.5 Ga) marca el fin de una era de crustalización activa y evolución microbiana temprana. Poco después, en el Proterozoico temprano (~2.4–2.0 Ga), se produciría la llamada Gran Oxidación, cuando el oxígeno atmosférico comenzó a aumentar de forma sostenida, transformando radicalmente la química de la atmósfera y los ecosistemas globales.
Resumen: El Arcaico es una etapa clave en la historia de la Tierra: se consolidan las primeras cortezas continentales, la Tierra mantiene un flujo de calor mucho mayor que el actual, aparecen las primeras evidencias de vida y surgen estructuras biogénicas como los estromatolitos que, mediante la fotosíntesis, iniciaron los procesos que culminarían en la oxigenación de la atmósfera millones de años después.
El desfiladero de Weano, en el Parque Nacional de Karijini: muestra los estratos de color rojo brillante de las rocas arcaicas ferruginosas de Pilbara.
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- Cronología de la vida
Preguntas y respuestas
P: ¿Qué es el eón Arcaico?
R: El eón Arcaico es el período geológico posterior al Hadeico y anterior al Proterozoico. Duró desde hace 4.000 millones de años (mya) hasta hace 2.500 mya.
P: ¿Qué tipo de rocas se encuentran en el Arcaico?
R: La mayoría de las rocas que sobreviven de este periodo de tiempo son de origen volcánico (ígneo) y metamórfico.
P: ¿Hubo tectónica de placas durante este periodo de tiempo?
R: La cuestión de cuándo comenzó la tectónica de placas es un área de investigación importante, pero es posible que debido al elevado flujo de calor de la Tierra durante este periodo de tiempo, la tectónica de placas haya sido más vigorosa que en la actualidad.
P: ¿Existían océanos durante este periodo de tiempo?
R: Sí, los océanos existían antes del comienzo del eón Arcaico.
P: ¿Qué había en la atmósfera de la Tierra en esta época?
R: La atmósfera carecía casi por completo de oxígeno libre y, en su lugar, estaba formada principalmente por metano y CO2.
P: ¿Cuándo aparecieron por primera vez formas de vida fósiles en la Tierra?
R: Las formas de vida fósiles aparecieron por primera vez en la Tierra durante el eón Arcaico - se trataba de cianobacterias y acritarcas.
P: ¿Cuándo comenzó a acumularse oxígeno en la atmósfera terrestre?
R: El oxígeno empezó a acumularse en la atmósfera de la Tierra mucho más tarde - no hasta después de 3.500 mya cuando se formaron esteras bacterianas fósiles llamadas estromatolitos por cianobacterias que utilizaban la fotosíntesis y desprendían oxígeno como subproducto.
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