En los primeros tiempos del Sistema Solar, la Tierra joven era poco más que una bola blanda de roca semideshecha. Durante cientos de millones de años, partes de esa sopa rocosa se endurecieron para formar los primeros continentes, los cimientos de todos los paisajes que conocemos hoy. La mayoría de los científicos ha atribuido este proceso exclusivamente a la geología interna del planeta, pero Kirkland y su equipo desafían esta visión convencional.

La hipótesis central del equipo es que el crecimiento continental fue influenciado por algo mucho más grande: el viaje del Sistema Solar a través de los brazos espirales de la Vía Láctea. "La geología quizás ha trazado el límite alrededor del sistema terrestre demasiado estrechamente", dijo Kirkland a ScienceAlert. "La pregunta real no es si la Tierra está conectada a la galaxia más amplia, sino si esas conexiones dejaron una señal geológica lo suficientemente fuerte para que podamos detectarla".

El Sistema Solar orbita el centro de la Vía Láctea aproximadamente cada 250 millones de años, pasando repetidamente a través de los brazos espirales de la galaxia, estructuras galácticas más lentas donde se acumulan gas y polvo y nacen nuevas estrellas, aproximadamente cada 150 a 200 millones de años. Estos encuentros podrían no haber dejado a la Tierra ilesa.

El Sistema Solar está rodeado por la Nube de Oort, una vasta capa esférica de cuerpos helados que se extiende miles de veces más lejos del Sol que Plutón. Se cree que muchos de los cometas de período largo del Sistema Solar se originan allí. Cuando el Sistema Solar se mueve a través de los brazos espirales de la galaxia, las interacciones gravitacionales podrían desalojar objetos de la Nube de Oort y enviarlos hacia el Sistema Solar interior para convertirse en cometas. Los investigadores argumentan que estos impactos gigantes podrían haber ayudado a crear los primeros fragmentos estables de corteza continental, las "semillas" de las que eventualmente crecieron los continentes actuales.

La evidencia principal de esta teoría proviene del análisis de cristales de circón, un mineral extremadamente duradero que ha sobrevivido desde la infancia de la Tierra. Entre la erosión, el reciclaje de la corteza y otros procesos geológicos, la mayoría de la corteza antigua ha sido desgastada o alterada más allá del reconocimiento. El circón es una excepción notable. En ciertas formaciones rocosas antiguas, diminutos cristales de circón perduran, llevando dentro registros isotópicos del ambiente químico donde se formaron.

Al medir cambios sutiles en los isótopos de elementos como el hafnio y el oxígeno dentro de los cristales, los geólogos pueden reconstruir cuándo y cómo evolucionó la corteza continental en una ubicación específica. Kirkland y sus colegas se intrigaron cuando patrones de isótopos similares comenzaron a emerger en múltiples cratones ampliamente separados, los "esqueletos" densos y antiguos de los continentes.

El equipo compiló registros de circón de 11 cratones Arcaicos alrededor del mundo, enfocándose específicamente en los átomos de hafnio y oxígeno atrapados dentro de los cristales. Los isótopos de hafnio pueden revelar episodios de formación de corteza nueva, mientras que los isótopos de oxígeno preservan pistas sobre el retrabajamiento de la corteza y la participación de material alterado en la superficie.

Los investigadores luego compararon esos registros con el momento de los cruces de brazos espirales predichos, así como con registros de impacto fechados independientemente de la Tierra y la Luna. Los hallazgos revelaron episodios recurrentes de formación de corteza continental y bombardeo aumentado que coincidieron repetidamente con el momento predicho del paso del Sistema Solar a través de los brazos espirales de la Vía Láctea.

"Extraordinario quizás, pero no especialmente implausible una vez que los registros comienzan a alinearse", dijo Kirkland. "Lo tomamos en serio cuando conjuntos de datos independientes comenzaron a apuntar en la misma dirección: cambios recurrentes en isótopos de hafnio de circón en varios cratones Arcaicos, cambios en distribuciones de isótopos de oxígeno de circón y picos en edades de impacto terrestres y lunares durante pasos de brazos espirales predichos".

Sin embargo, los investigadores enfatizan que sus hallazgos no prueban una conexión entre el cruce de brazos espirales y la evolución continental. Reconstruir órbitas de la Vía Láctea miles de millones de años en el pasado es extremadamente complicado, señaló Kirkland, y la entrega de cometas desde la Nube de Oort puede ser impredecible. Otros procesos geológicos también pueden haber influido en los cristales de circón.

No obstante, según un artículo reciente coautor de Kirkland, la mayoría de la energía que llegó a la Tierra primitiva provino del bombardeo en lugar de la actividad geológica interna, un hallazgo consistente con la idea de que los impactos podrían haber jugado un papel importante en la formación del planeta joven.

Confirmar este modelo probablemente implicaría mirar más allá de la Tierra para ver si la misma firma temporal aparece en el registro mineral de cuerpos como Marte y la Luna. "Si los cambios en los ambientes galácticos pueden ayudar a desencadenar la formación de estrellas, sería sorprendente si el paso repetido del Sistema Solar a través de esos ambientes no tuviera efecto alguno", concluyó Kirkland. "La pregunta científica es si esos efectos fueron lo suficientemente fuertes como para dejar un registro geológico detectable en la Tierra".