Las columnas de magma caliente del punto volcánico que formó la Isla Reunión en el Océano Índico se elevan desde una fuente inusualmente primitiva en las profundidades de la superficie de la Tierra, según un nuevo trabajo en Naturaleza de Bradley Peters, Richard Carlson y Mary Horan de Carnegie junto con James Day de la Institución Scripps de Oceanografía.
Reunión marca la ubicación actual del punto de acceso que hace 66 millones de años hizo erupción los basaltos de inundación de Deccan Traps, que cubren la mayor parte de la India y pueden haber contribuido a la extinción de los dinosaurios. Se cree que los basaltos de inundación y otras lavas de punto de acceso se originande diferentes partes del interior profundo de la Tierra que la mayoría de los volcanes en la superficie de la Tierra y estudiar este material puede ayudar a los científicos a comprender la evolución de nuestro planeta.
El calor del proceso de formación de la Tierra causó un derretimiento extenso del planeta, lo que llevó a la Tierra a separarse en dos capas cuando el metal de hierro más denso se hundió hacia el centro, creando el núcleo y dejando el manto rico en silicato flotando por encima.
Durante los siguientes 4.500 millones de años de evolución de la Tierra, porciones profundas del manto se elevarían, se fundirían y luego se separarían una vez más por densidad, creando la corteza terrestre y cambiando la composición química del interior de la Tierra en el proceso. A medida que la corteza se hunde de nuevoen el interior de la Tierra, un fenómeno que ocurre hoy a lo largo de la frontera del Océano Pacífico, el movimiento lento del manto de la Tierra trabaja para remover estos materiales, junto con su química distintiva, de vuelta a la Tierra profunda.
Pero no todo el manto está tan bien mezclado como lo indicaría este proceso. Todavía existen algunos parches más antiguos, como bolsas de polvo en un tazón mal mezclado de masa para pasteles. El análisis de las composiciones químicas de las rocas volcánicas de la Isla de Reunión indican quesu material de origen es diferente de otras partes mejor combinadas del manto moderno.
Utilizando nuevos datos de isótopos, el equipo de investigación reveló que las lavas de Reunión se originan en regiones del manto que se aislaron del manto más amplio y bien mezclado. Estos bolsillos aislados se formaron dentro del primer diez por ciento de la historia de la Tierra.
Los isótopos son elementos que tienen la misma cantidad de protones, pero una cantidad diferente de neutrones. A veces, la cantidad de neutrones presentes en el núcleo hace que un isótopo sea inestable; para ganar estabilidad, el isótopo liberará partículas energéticas en el proceso de radioactividaddecaimiento. Este proceso altera su número de protones y neutrones y lo transforma en un elemento diferente. Este nuevo estudio aprovecha este proceso para proporcionar una huella digital para la edad y la historia de los distintos bolsillos del manto.
Samario-146 es uno de esos isótopos inestables o radiactivos con una vida media de solo 103 millones de años. Se descompone en el isótopo neodimio-142. Aunque el samario-146 estaba presente cuando se formó la Tierra, se extinguió muy temprano enLa infancia de la Tierra, es decir, el neodimio-142 proporciona un buen registro de la historia más temprana de la Tierra, pero ningún registro de la Tierra desde el período después de que todo el samario-146 se transformó en neodimio-142. Diferencias en la abundancia de neodimio-142 en comparación con otros isótopos deel neodimio solo pudo haber sido generado por cambios en la composición química del manto que ocurrieron en los primeros 500 millones de años de la historia de 4.5 mil millones de años de la Tierra.
La relación de neodimio-142 a neodimio-144 en rocas volcánicas de Reunión, junto con los resultados de estudios de mimetización y modelado basados en laboratorio, indican que a pesar de miles de millones de años de mezcla de manto, el magma de penacho de Reunión probablemente se origina de un bolsillo preservado deel manto que experimentó un cambio de composición causado por la fusión a gran escala del manto más antiguo de la Tierra.
Los hallazgos del equipo también podrían ayudar a explicar el origen de regiones densas justo en el límite del núcleo y el manto llamadas grandes provincias de baja velocidad de corte LLSVP y zonas de velocidad ultrabaja ULVZ, que reflejan la velocidad inusualmente lenta de las ondas sísmicas a medida queviajar a través de estas regiones del manto profundo. Estas regiones pueden ser reliquias de los primeros eventos de fusión.
"El evento de diferenciación del manto preservado en estas columnas de puntos calientes puede enseñarnos sobre los primeros procesos geoquímicos de la Tierra y explicar las misteriosas firmas sísmicas creadas por estas densas zonas de manto profundo", dijo el autor principal Peters.
La financiación para el trabajo de campo para este estudio fue proporcionada por la National Geographic Society NGS 8330-07, la Geological Society of America GSA 10539-14, y por una generosa donación personal del Dr. R. Rex. Apoyo para el laboratorioel trabajo fue proporcionado por Carnegie Institution for Science.
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Materiales proporcionado por Institución Carnegie para la Ciencia . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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