Un equipo internacional de investigadores dirigido por geocientíficos del Virginia Tech College of Science descubrió recientemente que porciones profundas del manto de la Tierra podrían estar tan calientes como hace más de 2.500 millones de años.
El estudio, dirigido por Esteban Gazel, profesor asistente del Departamento de Geociencias de Virginia Tech, y su estudiante de doctorado Jarek Trela de Deer Park, Illinois, se publica en el último número de Geociencia de la naturaleza . El estudio aporta evidencia nueva y sin precedentes sobre la evolución térmica de la Tierra profunda durante los últimos 2.500 millones de años, dijo Gazel.
Gaon Eon, que abarca desde hace 2.500 a 4.000 millones de años, es uno de los momentos más enigmáticos en la evolución de nuestro planeta, dijo Gazel. Durante este período, la temperatura del manto de la Tierra, la región de silicato entrela corteza y el núcleo externo estaban más calientes de lo que están hoy, debido a una mayor cantidad de calor radiactivo producido por la descomposición de elementos como el potasio, el torio y el uranio. Debido a que la Tierra estuvo más caliente durante este período, este intervalo geológicoEl tiempo está marcado por la aparición generalizada de una roca única conocida como komatiita.
"Los katatiitas son básicamente versiones supercalientes de los flujos de lava de estilo hawaiano", dijo Gazel. "Se puede imaginar un flujo de lava hawaiana, solo los komatiitas eran tan calientes que brillaban de color blanco en lugar de rojo, y fluían en una superficie planetaria con muy diferentecondiciones atmosféricas, más similares a Venus que el planeta en el que vivimos hoy "
La Tierra esencialmente dejó de producir abundantes komatiitas calientes después de la era de Archean porque el manto se ha enfriado durante los últimos 4.500 millones de años debido al enfriamiento convectivo y una disminución en la producción de calor radiactivo, dijo Gazel.
Sin embargo, Gazel y un equipo hicieron lo que llaman un descubrimiento sorprendente mientras estudiaban la química de los antiguos flujos de lava relacionados con Galápagos, conservados hoy en Centroamérica: un conjunto de lavas que muestra condiciones de fusión y cristalización similares a las misteriosas komatiitas de Archean.
Gazel y sus colaboradores estudiaron un conjunto de rocas de la Suite Tortugal de 90 millones de años en Costa Rica y descubrieron que tenían concentraciones de magnesio tan altas como las komatiitas de Archean, así como evidencia textural de temperaturas de flujo de lava extremadamente calientes.
"Los estudios experimentales nos dicen que la concentración de magnesio de basaltos y komatiitas está relacionada con la temperatura inicial de la masa fundida", dijo Gazel. "A mayor temperatura, mayor contenido de magnesio de un basalto".
El equipo también estudió la composición olivina, el primer mineral que cristalizó a partir de estas lavas. La olivina, un mineral verde claro que Gazel ha explorado obsesivamente muchos volcanes y regiones magmáticas para buscar, es una herramienta extremadamente útil para estudiar un númerode las condiciones relacionadas con el origen de un flujo de lava porque es la primera fase mineral que cristaliza cuando se enfría un manto. Las olivinas también contienen inclusiones de vidrio, que una vez se derritió, y otros minerales más pequeños que son útiles para descifrar los secretos dela tierra profunda
"Usamos la composición de olivina como otro termómetro para corroborar qué tan calientes estaban estas lavas cuando comenzaron a enfriarse", dijo Gazel. "Puede determinar la temperatura en que la lava basáltica comenzó a cristalizar analizando la composición de olivina y las inclusiones de otromineral llamado espinela. A temperaturas más altas, la olivina incorporará más aluminio en su estructura y la espinela incorporará más cromo. Si sabe cuánto de estos elementos están presentes en cada mineral, entonces sabe la temperatura a la que cristalizaron ".
El equipo descubrió que las olivinas de Tortugal cristalizaron a una temperatura cercana a los 2.900 grados Fahrenheit 1.600 grados Celsius, tan altas como las temperaturas registradas por las olivinas de las komatiitas, lo que lo convierte en un nuevo récord de temperaturas de lava en los últimos 2.500 millones de años.
Gazel y sus colaboradores sugieren en su estudio que la Tierra aún puede ser capaz de producir derretidos tipo komatiita. Sus resultados sugieren que las lavas de Tortugal probablemente se originaron en el núcleo caliente del penacho del manto de Galápagos que comenzó a producir derretimientos hace casi 90 millones de años yha permanecido activo desde entonces.
Un penacho de manto es una estructura de la tierra profunda que probablemente se origina en el límite núcleo-manto del planeta. Cuando se acerca a la superficie del planeta comienza a derretirse, formando características conocidas como puntos calientes como las que se encuentran en Hawai o GalápagosLuego, los geólogos pueden estudiar estos flujos de lava de puntos calientes y usar su información geoquímica como una ventana a la Tierra profunda.
"Lo que es realmente fascinante de este estudio es que mostramos que el planeta todavía es capaz de producir lavas tan calientes como durante el período de tiempo de Archean", dijo Gazel. "Según nuestros resultados de las lavas de Tortugal, creemos que las plumas del manto son'tocando' una región profunda y caliente del manto que no se ha enfriado mucho desde el Archean. Creemos que esta región probablemente está siendo sostenida por el calor del núcleo cristalizador del planeta ".
"Este es un descubrimiento realmente interesante y vamos a seguir investigando Tortugal", dijo Trela, un estudiante de doctorado y el primer autor del artículo. "Aunque la Suite Tortugal fue descubierta y documentada por primera vez hace más de 20 años,no era hasta ahora que contamos con la tecnología y el soporte experimental para comprender mejor las implicaciones globales de esta ubicación ".
Trela agregó: "Nuestros nuevos datos sugieren que este conjunto de rocas ofrece una gran oportunidad para responder preguntas clave sobre la acumulación de la Tierra, su evolución térmica y los mensajes geoquímicos que las plumas de manto llevan a la superficie del planeta".
Fuente de la historia :
Materiales proporcionado por Virginia Tech . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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