Un artículo publicado en Comunicaciones de la naturaleza por investigadores de Virginia Tech confirma una característica importante en la formación de grandes provincias ígneas: erupciones volcánicas masivas en todo el mundo que crearon volúmenes increíblemente altos de lava y desencadenaron catástrofes ambientales y extinciones masivas de hace 170 a 90 millones de años.
A la cabeza de la nueva investigación está Esteban Gazel, profesor asistente en el Departamento de Geociencias, parte de la Facultad de Ciencias de Virginia Tech, y la alumna Pilar Madrigal, quien se graduó con un doctorado en geología de Virginia Tech en 2016 y ahora esprofesor asistente en la Universidad de Costa Rica.
"Confirmamos una hipótesis de trabajo en curso de que para formar estas erupciones masivas tiene que haber una entrada de las capas profundas del manto, así como la interacción con una estructura poco profunda, como una cresta en el medio del océano, para permitir la efusión de grandesvolúmenes de lava ", dijo Madrigal.
"Nuestro trabajo también sugiere que las profundas corrientes de material del manto caliente que forman estas grandes provincias ígneas ocurrieron en pulsos de 10 millones a 20 millones de años", agregó. "Este indicio de ciclicidad es un resultado interesante que sugiere que puede haber una profundainestabilidades del manto que ocurren de vez en cuando que todavía no entendemos completamente y que potencialmente podrían estar relacionadas con las interacciones núcleo-manto ".
La hipótesis se había mostrado solo en modelos numéricos y dinámicos hasta que Gazel y Madrigal evaluaron de forma independiente la evidencia geodinámica con modelos geoquímicos y petrológicos que produjeron para encontrar correlaciones robustas que indicaban que esta interacción era clave para formar provincias ígneas grandes. Las provincias ígneas grandes son masivasformaciones de rocas ígneas hechas de materiales volcánicos e intrusivos, todos formados por la rápida producción de magma. Grandes provincias ígneas se encuentran dispersas por todo el mundo en cuencas oceánicas que bordean Siberia, África, India y en las costas orientales de América del Norte y del Sur.En el estudio, Gazel y Madrigal centraron su atención en las ubicaciones del Océano Pacífico.
"La generación de estas provincias ígneas se correlaciona con algunos de los eventos más devastadores en la historia de nuestro planeta", dijo Gazel, quien encabezó el estudio. "El registro geológico de estos eventos contiene información crucial para comprender la dinámica interna del manto de la Tierra. Pero también, cada vez que sucedieron, cambiaron por completo la vida en el planeta ".
Gazel y Madrigal estudiaron la composición geoquímica y el tiempo de las grandes provincias ígneas que ocurrieron en la Placa del Pacífico durante el Período Mesozoico, en un lapso de tiempo de entre 170 y 90 millones de años atrás. Recogieron muestras de flujos de lava submarina ahora expuestos a lo largola costa del Pacífico de Costa Rica. Estas lavas se formaron en el Pacífico y fueron llevadas a la superficie por procesos tectónicos, dijo Gazel.
"El trabajo de campo fue muy emocionante porque uno puede ver estas formaciones submarinas que ahora están expuestas en la superficie", dijo Gazel, y agregó que sus esfuerzos de recolección incluyeron viajes en bote, natación a afloramientos y caminatas a lo largo de la costa.
Y Gazel conocía bien el área. Pasó los veranos en la Península de Nicoya de Costa Rica. "Estas rocas y yo retrocedemos mucho", dijo. "Solía pasar los veranos jugando y metiéndome en problemas con estas almohadasbasaltos durante mi infancia "
En colaboración con Kennet Flores, profesor asistente en el Brooklyn College de Nueva York, el equipo produjo una serie de modelos cinemáticos para calcular la configuración paleotectónica del Pacífico durante el período Cretácico.
El estudio también incluyó datos isotópicos y de datación por edad recopilados en colaboración con los investigadores Michael Bizimis y Brian Jicah de la Universidad de Carolina del Sur y el Laboratorio de Geocronología WiscAr en la Universidad de Wisconsin-Madison, respectivamente.
Los hallazgos del estudio sugieren una relación entre la erupción de estas provincias y la ubicación de las crestas del océano medio paleo, donde la corteza oceánica normal se forma de manera estable, y la posición de los bordes de la provincia grande del Pacífico de baja velocidad de cizallamiento, una anomalía termoquímica de aproximadamente 1,860 millas de ancho entre el este de Australia y la costa oeste de América del Sur, ubicada en las profundidades de la Tierra en el límite del núcleo del manto.
Este nuevo descubrimiento sugiere la interacción entre el manto ascendente profundo y caliente y las crestas del océano medio que permiten la formación de grandes provincias ígneas.
Agregó Gazel, "Este es un avance importante, ya que podemos explicar mejor por qué estos eventos fueron tan grandes. Para poner las cosas en perspectiva, el pulso que sucedió hace 120 millones de años que formó el gran Ontong-Java, Manihiki y Hukurangiprovincias ígneas cubrieron un área equivalente a aproximadamente el 40 por ciento de los Estados Unidos continentales en muy poco tiempo ".
La mayoría de estas provincias magmáticas se formaron al mismo tiempo que un evento conocido como el Supercrón Normal Cretáceo, hace aproximadamente 120 a 80 millones de años, cuando durante millones de años el núcleo de la Tierra no cambió su polaridad, lo que probablemente fue causado porfluctuaciones del flujo de calor núcleo-manto, dijo Gazel.
Dijo que hubo muchos otros eventos de nivel de extinción a lo largo de la historia, como uno hace casi 300 millones de años que casi aniquiló toda la vida en el planeta, por la erupción de las trampas siberianas, otra provincia ígnea grande. Añadió,"Comprender estos procesos no solo es importante para decodificar los rompecabezas profundos de la Tierra, sino también para comprender mejor la fragilidad y la resistencia de la vida en nuestro planeta".
La investigación fue apoyada por el Programa de Petrología y Geoquímica y Tectónica de la Fundación Nacional de Ciencias.
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Materiales proporcionado por Virginia Tech . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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