El viaje por rocas volcánicas encontradas en muchas islas volcánicas comenzó en las profundidades de la Tierra.
Traído a la superficie de la Tierra en erupciones de material volcánico profundo, estas rocas tienen pistas sobre lo que está sucediendo en las profundidades de la superficie de la Tierra.
Los estudios de rocas encontradas en ciertas islas volcánicas, conocidas como basaltos de islas oceánicas, revelaron que aunque estas rocas en erupción se originan en el interior de la Tierra, no son químicamente iguales.
Según un grupo de investigadores actuales y anteriores de la Universidad Estatal de Arizona, la clave para desbloquear este complejo rompecabezas geoquímico se basa en un modelo de dinámica del manto que consiste en plumas, afloramientos de roca anormalmente caliente dentro del manto de la Tierra, que se originan enel manto inferior e interactúa físicamente con pilas de material químicamente distintas.
El equipo reveló que este modelo teórico de transporte de materiales puede producir fácilmente la variabilidad química observada en volcanes de puntos críticos como Hawai en todo el mundo.
"Este modelo proporciona una plataforma para comprender los vínculos entre la física y la química que formaron nuestro mundo moderno, así como los planetas habitables en otros lugares", dice Curtis Williams, autor principal del estudio cuyos resultados se publicaron en la edición del 24 de noviembre deldiario Comunicaciones de la naturaleza .
Los basaltos recolectados de las islas oceánicas como Hawai y los recolectados de las crestas del océano medio que erupcionan en los centros de expansión en las profundidades de los océanos pueden parecer similares a simple vista; sin embargo, en detalle, sus oligoelementos y composiciones isotópicas pueden ser bastante distintosEstas diferencias proporcionan información valiosa sobre la estructura química y la evolución temporal del interior de la Tierra.
"En particular, significa que el manto de la Tierra, la roca caliente debajo de la corteza terrestre pero por encima del núcleo de hierro del planeta, es compositivamente heterogéneo. Comprender cuándo y dónde se forman estas heterogeneidades y cómo se transportan a través del manto se relaciona directamente conla composición inicial de la Tierra y cómo ha evolucionado a su estado actual y habitable ", dijo Williams, un postdoctorado en UC Davis.
Mientras era un estudiante graduado en la Escuela de Exploración de la Tierra y el Espacio de ASU, Williams y los miembros de la facultad Allen McNamara y Ed Garnero concibieron un estudio para comprender mejor cómo las complejidades químicas que existen en el interior de la Tierra se transportan a la superficie y erupcionan como volcanismo intraplaca comocomo la que formó las islas hawaianas .Junto con su compañero de estudios de posgrado Mingming Li y el investigador asociado profesional Matthijs van Soest, los investigadores representan un modelo de la Tierra, donde en su interior residen reservorios distintos de material del manto que pueden haberse formado durante las primeras etapas deLa evolución de la tierra.
El empleo de tales reservorios en sus modelos está respaldado por observaciones geofísicas de dos regiones del tamaño de un continente, una debajo del Océano Pacífico y una debajo de partes del Océano Atlántico y África, situadas sobre el límite del manto central.
"En los últimos años, hemos sido testigos de un afilado de la perilla de enfoque en las imágenes sísmicas del interior profundo de la Tierra. Hemos aprendido que las dos grandes estructuras anómalas en la base del manto se comportan como si fueran compositivamente distintas. Esoes decir, estamos hablando de cosas diferentes en comparación con el manto circundante. Estas representan las anomalías internas más grandes en la Tierra de química y origen desconocidos ", dijo Garnero.
Estas regiones químicamente distintas también subyacen a la mayoría de los volcanismos de puntos calientes, a través de plumas de manto caliente desde la parte superior de las pilas hasta la superficie de la Tierra, lo que sugiere un posible vínculo entre estas antiguas regiones químicamente distintas y la química del volcanismo de puntos calientes.
Para probar la validez de su modelo, Williams y sus coautores comparan sus predicciones de la variabilidad de las proporciones de isótopos de helio helio-3 y helio-4 en columnas con el observado en los basaltos de las islas oceánicas.
3Es un llamado isótopo primordial que se encuentra en el manto de la Tierra. Fue creado antes de que se formara la Tierra y se cree que quedó atrapado dentro de la Tierra durante la formación planetaria. Hoy en día, no se agrega al inventario de la Tierra a una velocidad significativa,a diferencia de 4He, que se acumula con el tiempo.
Williams explicó: "La relación de helio-3 a helio-4 en los basaltos de la cresta del océano medio se caracteriza globalmente por un rango estrecho de valores pequeños y se cree que muestrea un manto superior relativamente homogéneo. Por otro lado, la isla oceánicalos basaltos muestran un rango mucho más amplio, de pequeño a muy grande, lo que proporciona evidencia de que se derivan de diferentes regiones de origen y se cree que muestrean el manto inferior parcial o en su totalidad ".
La variabilidad de 3He a 4He en los basaltos de las islas oceánicas no solo se observa entre diferentes puntos críticos, sino también temporalmente dentro de las lavas de diferentes edades de una sola pista de puntos críticos.
"Los reservorios y la dinámica asociados con esta variabilidad no habían quedado claros y era la principal motivación detrás del estudio presentado aquí", dijo Williams.
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Materiales proporcionado por Universidad Estatal de Arizona . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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