Los relojes atómicos hechos de cristales de circón pueden fechar los cráteres de impacto
La estructura de impacto de Chicxulub en la península de Yucatán (México) se formó hace 66 millones de años y desencadenó la extinción masiva del Cretácico-Paleógeno en la que perecieron tres cuartas partes de la vida en la Tierra. Este es el único ejemplo bien documentado de una relación de causa-efecto entre un impacto y una extinción masiva, pero existe la posibilidad de que otros grandes impactos hayan desencadenado otras extinciones. La datación fidedigna y precisa de los grandes cráteres puede contribuir a conocer mejor la relación entre los impactos y los eventos de extinción masiva. El proyecto Crater Chron, financiado con fondos europeos, aprovechó avances recientes en el conocimiento sobre cómo el circón mineral (ZrSiO4) puede registrar la edad de un impacto y ofrecer más información sobre cuándo ocurrió y cuáles fueron las consecuencias. «Logramos establecer una rutina relativamente estándar para determinar la edad de un evento de impacto», afirma el investigador principal Gavin Kenny, del Museo Sueco de Historia Natural. Kenny recibió el apoyo de una beca individual de las Acciones Marie Skłodowska-Curie. Uno de los logros del proyecto surgió de la integración de nuevos datos sobre datación de uranio-plomo (U-Pb) sobre el circón con datos ya publicados extraídos con otra técnica de datación, la datación argón-argón o Ar/Ar. Tal y como explica Kenny: «La datación Ar/Ar es una herramienta potente para datar impactos y resulta importante mostrar que las dos técnicas pueden complementarse para ofrecer una descripción más completa de un evento de impacto y el posterior enfriamiento del cráter durante varios cientos de miles de años después del impacto».
Combinación de técnicas para obtener más datos
En el estudio del cráter de impacto de Lappajärvi de 23 kilómetros de ancho en Finlandia, se mostró que el circón impactado parece registrar con mayor precisión la edad del evento de impacto, mientras que la datación Ar/Ar registra mejor el enfriamiento del cráter. «Saber si se ha fechado el evento de impacto real o el enfriamiento posterior de la estructura es importante si se quiere establecer una relación entre los impactos y otros eventos importantes del pasado de la Tierra, como las extinciones masivas», agrega Kenny. El circón que ha sufrido presiones y temperaturas extremas exclusivas de eventos de impacto se deforma de varias maneras. Una forma es la recristalización. Un grano de circón anterior al impacto, que inicialmente podría tener un tamaño de aproximadamente 100 micrómetros (0,1 milímetros), puede recristalizarse en un grupo de cientos o miles de subgranos. Este proceso expulsa el plomo del cristal original y restablece efectivamente el reloj de uranio-plomo al momento del impacto. Se pueden aplicar técnicas de alta resolución espacial para analizar las partes recristalizadas del grano de circón, de modo que se pueda identificar la fecha del impacto.
El impacto del impacto
La datación mejorada también puede indicar una posible superposición temporal con un evento de extinción que se puede investigar más a fondo y definir qué sucesiones sedimentarias pueden albergar un registro de un impacto y sus posibles efectos en la biosfera. «Fechar un impacto suele ser un primer paso ideal en el proceso de probar si una estructura de impacto determinada puede estar relacionada con un evento de extinción concreto», aclara Kenny. «Concluimos que la estructura de impacto de Morokweng de cerca de 80 km de diámetro en Sudáfrica se formó unos pocos millones de años antes del límite Jurásico-Cretáceo. Estudios anteriores habían sugerido una posible superposición del límite geológico y el impacto, pero la datación del límite por otros investigadores en los últimos años y la estructura del impacto indican ahora que no hubo tal coincidencia y que, por tanto, no pueden estar relacionados».
Secretos lunares
En el transcurso del trabajo, Crater Chron investigó los efectos de presiones y temperaturas extremas sobre otros minerales, como la apatita. Comprender cómo responde la apatita a un impacto es importante para comprender la historia de la Luna y el sistema solar interior, porque la apatita es mucho más común que el circón en las rocas de la Luna. «Los estudios que fechan los impactos y la actividad volcánica en la Luna usan apatita, por lo que es importante para comprender cómo los impactos pueden haber afectado a su reloj de uranio-plomo», explica Kenny.
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