Geocientíficos de la Universidad Tecnológica de Michigan, La Universidad de Wisconsin Oshkosh y ETH Zurich han rastreado la edad y las firmas químicas almacenadas en diminutos minerales de circonio para examinar el reciclaje de carbono del manto a la superficie a través del tiempo.

Una mejor comprensión de estos cambios en el reciclaje de carbono ayuda a mejorar los modelos sobre cómo los primeros procesos del planeta pasaron de la fría Tierra Bola de Nieve con una capa de hielo casi global a cambios más templados entre las edades de hielo y los períodos de calentamiento. La investigación del equipo se publicará en Naturaleza Geociencia siguiente lunes.

"La geoquímica refleja un desequilibrio, y la Tierra tiene que expulsar todo eso para intentar volver al equilibrio, "dice Chad Deering, uno de los coautores y profesor asistente de geología en Michigan Tech. "Lo que proponemos es que una serie de eventos tuvieron que coincidir para conducir finalmente a las condiciones óptimas requeridas para liberar una cantidad anómala de carbono".

El cambio químico se registra en la escala de continentes, pero los detalles de la construcción de ese continente están encerrados en las estructuras cristalinas capa por capa de diminutos circones recolectados de la Antártida. Algunos de los minerales tienen menos de 100 micrones, apenas el ancho de un cabello humano promedio.

"Nos enfocamos en observar los oligoelementos en esos circones, "Dice Deering." Hay un esquema de clasificación que usamos para determinar el tipo de roca original en la que creció el mineral, que luego nos dice qué tipo de magma dejó esa firma química particular de oligoelementos ".

Luego, el laboratorio de ETH Zurich utilizó la datación con uranio y plomo para determinar la antigüedad de las muestras. Dadas las fechas y oligoelementos, lo que Deering y su equipo observaron es un pico en los tipos de magma emisores de carbono que se produjo hace entre 500 y 700 millones de años durante el período Ediacárico. Lo que eso significa es que probablemente se liberó una cantidad significativa de carbono.

Los volcanes emiten mucho dióxido de carbono, algunos mucho más que otros. Los volcanes alcalinos como el Monte Etna en Italia y el Monte Erebus en la Antártida eclipsan la producción de carbono de otros volcanes entre 10 y 50 veces. Y es el mismo tipo de vulcanismo que se identificó en los circones estudiados por Deering.

"Los magmas alcalinos se producen al derretir solo un poco del manto, " el explica, agregando que aunque es raro y pequeño en volumen, su importancia está en la cantidad de dióxido de carbono emitido y en las condiciones especiales en las que se forman. "Lo que sucede cuando ocurre la subducción es que el manto se 'contamina' con material volátil de la superficie de la Tierra:agua, carbón, azufre."

Los cambios que conducen a este importante evento son lentos (se producen durante cientos de millones de años) y tienen importantes consecuencias. A medida que la Tierra se enfría a través del tiempo y el manto se contamina cada vez más, eventualmente generará magma alcalino que puede erupcionar en la superficie. La subducción más fría y la contaminación del manto pueden producir rocas conocidas como blueschists, bien documentado en el registro de rocas durante el período de Ediacara, junto con vulcanismo alcalino. Siguiendo el pulso del vulcanismo rico en carbono, picos de dióxido de carbono atmosférico, que también se registra en el registro de isótopos de carbono, acompañado de un período de calentamiento. Todo dicho, esta serie de eventos dio lugar a la atmósfera y los ciclos geológicos que dieron forma al planeta tal como es hoy.

"Para crear una cronología, necesitábamos tener fechas en un número significativo de circones que abarquen muchos cientos de millones de años, "Dice Deering." En esencia, Descubrimos que a lo largo de la historia de la Tierra se emitió un pulso de carbono particularmente significativo que precedió inmediatamente a la explosión del Cámbrico, el surgimiento más importante de la vida que aún no ha ocurrido ".

Recogido de diminutos circonitas, El equipo usó las firmas químicas de volcanes antiguos para establecer que ocurrieron una serie de eventos afortunados cuando se construyeron los continentes más antiguos y se reciclaron materiales de la superficie para finalmente dar forma a nuestro ciclo moderno del carbono.