Las columnas de roca caliente que se elevan desde el manto de la Tierra en los puntos calientes volcánicos contienen evidencia de que los años de formación de la Tierra pueden haber sido aún más caóticos de lo que se pensaba, según un nuevo trabajo de un equipo de científicos de Carnegie y Smithsonian publicado en Naturaleza .
Es bien sabido que la Tierra se formó a partir de la acumulación de materia que rodea al joven Sol. Finalmente, el planeta creció a un tamaño tal que el metal de hierro más denso se hundió hacia adentro, para formar los inicios del núcleo de la Tierra, dejando flotando el manto rico en silicato.encima.
Pero el nuevo trabajo de un equipo dirigido por Yingwei Fei y Carnegie de Carnegie y Colin Jackson del Smithsonian argumenta que esta separación entre el manto y el núcleo no fue un proceso tan ordenado.
"Nuestros hallazgos sugieren que cuando el núcleo se extrajo del manto, el manto nunca se mezcló completamente", explicó Jackson. "Esto es sorprendente porque la formación del núcleo ocurrió inmediatamente después de los grandes impactos de otros objetos tempranos del Sistema Solar que experimentó la Tierra"durante su crecimiento, similar al evento de impacto gigante que más tarde formó la Luna. Antes de ahora, se pensaba ampliamente que estos impactos muy enérgicos habrían agitado completamente el manto, mezclando todos sus componentes en un estado uniforme ".
La pistola humeante que llevó al equipo a su hipótesis proviene de firmas isotópicas de tungsteno y xenón antiguas y únicas que se encuentran en puntos calientes volcánicos, como Hawai. Aunque se creía que estas plumas se originaban en las regiones más profundas del manto, el origen de estas características únicasSe han debatido las firmas isotópicas. El equipo cree que la respuesta radica en el comportamiento químico del yodo, el elemento principal del xenón, a muy alta presión.
Los isótopos son versiones de elementos con el mismo número de protones, pero con diferentes números de neutrones. Los isótopos radiactivos de elementos, como el yodo-129, son inestables. Para ganar estabilidad, el yodo-129 se descompone en xenón-129. Por lo tanto, elLas firmas isotópicas de xenón en muestras de manto de penacho están directamente relacionadas con el comportamiento del yodo durante el período de separación núcleo-manto.
Usando células de yunque de diamante para recrear las condiciones extremas bajo las cuales el núcleo de la Tierra se separó de su manto, Jackson, Fei y sus colegas, Neil Bennett y Zhixue Du de Carnegie y Elizabeth Cottrell de Smithsonian, determinaron cómo el yodo se estaba dividiendo entre el núcleo metálico ymanto de silicato. También demostraron que si el núcleo naciente se separaba de las regiones más profundas del manto mientras aún estaba creciendo, entonces estos bolsillos del manto poseerían la química necesaria para explicar las firmas isotópicas únicas de tungsteno y xenón, siempre que estos bolsillos permanecieransin mezclar con el resto del manto hasta el día de hoy.
Según Bennett: "El comportamiento clave que identificamos fue que el yodo comienza a disolverse en el núcleo bajo presiones y temperaturas muy altas. En estas condiciones extremas, el yodo y el hafnio, que se descomponen radiactivamente en xenón y tungsteno, muestran preferencias opuestas para el núcleo-formado de metal. Este comportamiento llevaría a las mismas firmas isotópicas únicas ahora asociadas con los puntos críticos ".
Los cálculos del equipo también predicen que las firmas isotópicas de tungsteno y xenón deben estar asociadas con bolsas densas del manto.
"Al igual que las chispas de chocolate en la masa de galletas, estos densos bolsillos del manto serían muy difíciles de remover, y esto puede ser un aspecto crucial para la retención de sus antiguas firmas isotópicas de tungsteno y xenón en la actualidad", explicó Jackson.
"Aún más emocionante es que hay una creciente evidencia geofísica de que en realidad hay regiones densas de manto, descansando justo por encima del núcleo, llamadas zonas de velocidad ultrabaja y grandes provincias de baja velocidad de corte. Este trabajo une estas observaciones", agregó Fei"La metodología desarrollada aquí también abre nuevas oportunidades para estudiar directamente los procesos profundos de la Tierra".
Este trabajo fue apoyado por la National Science Foundation, la Carnegie Institution for Science y la Smithsonian Institution.
Fuente de la historia :
Materiales proporcionado por Institución Carnegie para la Ciencia . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
Referencia del diario :
Cite esta página :