Ciclo geoquímico del arsénico en sistemas magmáticos a través de los ciclos de supercontinentes

Por qué importa el veneno oculto de la Tierra

El arsénico es ampliamente conocido como un veneno mortal en la superficie, pero en el interior profundo de la Tierra también actúa como un trazador sutil de cómo funciona nuestro planeta. Este estudio plantea una pregunta de gran alcance: ¿cómo se ha movido el arsénico a través del interior y la corteza terrestre a lo largo de miles de millones de años, y qué nos dice eso sobre la formación y disolución de supercontinentes antiguos y sobre depósitos metálicos valiosos como el oro? Utilizando decenas de miles de análisis de rocas y herramientas modernas de minería de datos, los autores descubren ritmos largos y lentos en el ciclo del arsénico que reflejan el latido tectónico del planeta.

Siguiendo al arsénico a través del motor terrestre

El arsénico no aparece en las aguas subterráneas o en los yacimientos por casualidad. Es transportado hacia arriba desde el interior profundo de la Tierra en roca fundida, y luego redistribuido por erupciones volcánicas, fluidos calientes, meteorización y sedimentación. Los investigadores reunieron una base de datos global de más de 20 000 rocas ígneas, cuidadosamente filtrada por edad y calidad química, para seguir los niveles medios de arsénico a través del tiempo. Suavizaron los datos en ventanas de cientos de millones de años para centrarse en tendencias a largo plazo y compararon estos patrones con registros independientes de actividad magmática y cristales de circón, que son marcadores fechados de la formación cortical.

Magmas profundos, magmas superficiales y continentes en deriva

Para entender de dónde procedían los magmas, el equipo usó una relación química sencilla (Sr/Y) que actúa como un medidor de profundidad. Ratios altos apuntan a magmas nacidos a mayor profundidad en la corteza gruesa o en el manto superior; ratios bajos indican fuentes más someras. Encontraron que los magmas procedentes de mayores profundidades contienen sistemáticamente menos arsénico, mientras que los magmas más someros tienden a ser más ricos en él. Cuando estas curvas de arsénico sensibles a la profundidad se comparan con la cronología de los ciclos de supercontinentes —eras en que los continentes se aglutinaron en gigantes como Rodinia o Pangea y posteriormente se fragmentaron— emerge un patrón claro. Durante la ensamblación de supercontinentes dominan magmas de origen profundo y bajo contenido de arsénico. Durante la ruptura, el rifting generalizado y el reciclaje cortical alimentan la corteza y el lecho oceánico con magmas más someros y ricos en arsénico.

Ciclos ocultos y ecos en los sedimentos

Más allá de los picos y valles amplios, el registro del arsénico muestra un ritmo regular llamativo. Usando herramientas de series temporales conocidas como análisis wavelet y análisis de singularidad local, los autores detectan un ciclo repetitivo de aproximadamente 436 millones de años en las concentraciones de arsénico en rocas ígneas. Al analizar un conjunto de datos completamente independiente —arsénico atrapado en granos de pirita procedentes de rocas sedimentarias— encuentran un comportamiento periódico muy similar. Los ciclos sedimentarios del arsénico presentan un retraso respecto de los magmáticos de alrededor de 220 millones de años, como revela el análisis de correlación cruzada. Este desfase refleja el tiempo que tarda el arsénico liberado por magmas profundos y volcanes en ser meteorizado, transportado y finalmente enterrado en sedimentos, conectando la actividad del interior terrestre con cambios a largo plazo en los océanos y la atmósfera.

Pistas sobre el oro y otros recursos

El arsénico también resulta ser un indicador útil para metales preciosos. Entrenando un modelo de aprendizaje automático con datos geoquímicos globales, los investigadores clasificaron los magmas en entornos continentales y oceánicos y compararon sus contenidos de arsénico a lo largo del tiempo. Observaron que los periodos en los que los magmas continentales presentaban arsénico especialmente alto en comparación con los magmas oceánicos coinciden con episodios importantes de formación de oro orogénico —enormes yacimientos de oro controlados estructuralmente formados durante la orogenia. Dado que el arsénico entra con facilidad en ciertos sulfuros que pueden albergar oro, los magmas ricos en arsénico pueden señalar condiciones “fértiles” para formar sistemas de mena ricos.

Qué significa esto para nuestro planeta

En términos simples, este trabajo muestra que el arsénico se comporta como un metrónomo planetario, marcando el tiempo con el ciclo de los supercontinentes. Cuando los continentes se sueldan, dominan magmas profundos y más “limpios” y las rocas recién formadas tienden a ser pobres en arsénico. Cuando se fracturan, magmas más someros y reciclados, ricos en material cortical, generan rocas y fluidos con contenidos mayores de arsénico, que finalmente influyen en los sedimentos y, potencialmente, en las aguas subterráneas. Estos pulsos repetidos, que duran cientos de millones de años, ponen de relieve lo estrechamente conectado que está el motor profundo de la Tierra con los ambientes superficiales y los recursos minerales. Para el público general, el mensaje clave es que la distribución de un solo elemento traza —el arsénico— registra la ascensión y caída de los supercontinentes, condiciona dónde se forman ciertos yacimientos auríferos y ayuda a los científicos a reconstruir la evolución a largo plazo de nuestro planeta habitable.

Cita: Cheng, Q., Zhou, Y., Yang, J. et al. Geochemical cycling of arsenic in magmatic systems across supercontinent cycles. Sci Rep 16, 6813 (2026). https://doi.org/10.1038/s41598-026-37782-7

Palabras clave: arsénico, ciclo de supercontinentes, procesos magmáticos, elementos traza, mineralización aurífera