Un mapa geológico del macizo de Wadi Tayin, Ofiolita de Samail. Crédito:Modificado de Hanghøj et al. (2010), y Nicolas et al. (2001).
Al examinar la velocidad de enfriamiento de las rocas que se formaron a más de 10 millas debajo de la superficie de la Tierra, Científicos dirigidos por la Escuela de Geociencias de la Universidad de Texas en Austin Jackson han descubierto que el agua probablemente penetra profundamente en la corteza y el manto superior en las zonas de expansión en medio del océano. los lugares donde se hace la nueva corteza. El hallazgo agrega evidencia a un lado de un debate de larga data sobre cómo el magma del manto de la Tierra se enfría para formar las capas inferiores de la corteza.
La investigación fue dirigida por Nick Dygert, becario postdoctoral en el Departamento de Ciencias Geológicas de la Escuela Jackson, y fue publicado en mayo en la edición impresa de Cartas de ciencia terrestre y planetaria En Mayo. Los colaboradores incluyen a Peter Kelemen de la Universidad de Colombia y Yan Liang de la Universidad de Brown.
El manto de la Tierra es una capa semisólida que separa la corteza del planeta del núcleo. Dygert dijo que si bien es bien sabido que el magma que surge del manto en las zonas de expansión en medio del océano crea una nueva corteza, Hay muchas preguntas sobre cómo funciona el proceso.
"Existe un debate en la comunidad científica sobre cómo se forma la corteza oceánica, "Dijo Dygert." Y los diferentes modelos tienen requisitos muy diferentes para los regímenes de enfriamiento ".
Para obtener más información sobre las condiciones en las que el magma se convierte en roca de la corteza, Dygert y sus colaboradores examinaron muestras de rocas que formaban parte del manto de la Tierra hace cien millones de años. pero ahora forman parte de un cañón en Omán.
"Uno puede caminar efectivamente 20 kilómetros en el interior de la Tierra, ", dijo Kelemen. Esto permite a los científicos acceder a rocas que se formaron muy por debajo del lecho marino y que no están disponibles para su estudio".
Una caricatura que ilustra diferentes modos de formación de la corteza en la corteza oceánica inferior. El panel A muestra el modelo del glaciar Gabro. El panel B muestra el modelo Sheeted Sills. Crédito:Kathrin Faak, Laurence Coogan, Sumit Chakraborty.
El equipo utilizó "geotermómetros", el nombre de una técnica que usa composiciones minerales dentro de muestras de roca para calcular temperaturas y revelar la historia de enfriamiento de la roca. Los geotermómetros ayudan a los científicos a determinar las temperaturas que experimentan los magmas y las rocas a medida que se enfrían. e inferir qué tan rápido ocurrió el enfriamiento. El estudio incluyó el uso de un nuevo geotermómetro desarrollado por Liang, que registra la temperatura máxima que alcanzó una roca antes de enfriarse.
"Los geotermómetros tradicionales generalmente le dan una temperatura de enfriamiento en lugar de una temperatura de formación para la roca, ", Dijo Dygert." Este termómetro es una nueva herramienta porque nos permite ver una parte del historial de enfriamiento que antes era inaccesible para las rocas ígneas ".
Las temperaturas registradas en las rocas muestran que la corteza inferior y el manto superior se enfriaron y solidificaron casi instantáneamente. Dijo Dygert, como una "sartén caliente que se deja caer en un fregadero de agua", mientras que el manto más profundo se enfría más gradualmente. El cambio de temperatura es indicativo de que el agua circula a través de la corteza y el manto superior debajo de los centros de expansión del océano medio. y el calor de las porciones más profundas del manto se disipa a través del contacto con las rocas superiores más frías.
En la actualidad, Hay dos teorías principales para la formación de costras. En la hipótesis Sheeted Sill, el agua de mar circulante enfría muchos depósitos de magma pequeños a diferentes profundidades en la corteza inferior, que enfriaría simultáneamente el manto superior. En la hipótesis del glaciar Gabro, el magma pierde calor gradualmente a medida que fluye desde una cámara central de magma.
La sección del manto investigada en el estudio provino de la sección de ofiolitas en Omán. Esta imagen muestra una sección de ofiolita similar de la Bahía de las Islas en Terranova. Crédito:Nick Dygert
Dygert dijo que las temperaturas registradas por los geotermómetros coincidían con el proceso de enfriamiento Sheeted Sill.
"El modelo Sheeted Sill requiere un mecanismo de enfriamiento muy eficiente porque la cristalización ocurre a diferentes profundidades dentro de la corteza al mismo tiempo, "Dijo Dygert." Y lo que pudimos encontrar implica fuertemente que la circulación hidrotermal fue muy eficiente en toda la sección de la corteza ".
Descubrir cómo se forma la corteza es fundamental para comprender la historia geológica de nuestro planeta, Dygert dijo:pero los resultados también podrían tener implicaciones para el futuro de nuestro planeta. Algunos científicos han propuesto mezclar dióxido de carbono (CO2) con agua e inyectarlo en la roca del manto como un medio para combatir el cambio climático. El CO2 reacciona con los minerales del manto, que encierra de forma segura el carbono en sus estructuras cristalinas. Sin embargo, Dygert señala que la roca del manto que ya ha estado expuesta al agua de mar puede no reaccionar tan fácilmente con el CO2. lo que ralentizaría el proceso de captura de carbono. Dygert dijo que los nuevos resultados sugieren que la circulación de agua debajo de las dorsales oceánicas se limita efectivamente a la sección de la corteza. y que enormes secciones del manto podrían estar disponibles debajo de la corteza oceánica para atrapar eficientemente el CO2.
