Bermudas tiene un pasado volcánico único. Hace unos 30 millones de años, una perturbación en la zona de transición del manto suministró el magma para formar la base volcánica ahora inactiva sobre la que se asienta la isla. Crédito:Wendy Kenigsberg / Clive Howard - Universidad de Cornell, modificado de Mazza et al. (2019)
Muy por debajo de las playas de arena rosada y las mareas turquesas de las Bermudas, Los geocientíficos han descubierto la primera evidencia directa de que el material procedente de las profundidades de la zona de transición del manto de la Tierra, una capa rica en agua, cristales y roca derretida:pueden filtrarse a la superficie para formar volcanes.
Los científicos saben desde hace mucho tiempo que los volcanes se forman cuando las placas tectónicas (que viajan sobre el manto de la Tierra) convergen, o como resultado de las plumas del manto que se elevan desde el límite entre el núcleo y el manto para crear puntos calientes en la corteza terrestre. Pero obtener evidencia de que el material que emana de la zona de transición del manto —entre 250 a 400 millas (440-660 km) debajo de la corteza de nuestro planeta — puede causar la formación de volcanes es algo nuevo para los geólogos.
"Encontramos una nueva forma de hacer volcanes. Esta es la primera vez que encontramos una indicación clara de la zona de transición en lo profundo del manto de la Tierra de que los volcanes pueden formarse de esta manera, "dijo el autor principal Esteban Gazel, profesor asociado en el Departamento de Ciencias de la Tierra y Atmosféricas de la Universidad de Cornell. La investigación publicada en Naturaleza .
"Esperábamos que nuestros datos mostraran que el volcán era una formación de penacho del manto, un afloramiento del manto más profundo, al igual que en Hawai, "Dijo Gazel. Pero hace 30 millones de años, una perturbación en la zona de transición provocó que un afloramiento de material de magma subiera a la superficie, formando un volcán ahora inactivo bajo el Océano Atlántico y luego formando Bermudas.
Usando un 2, Muestra de núcleo de 600 pies (más de 700 metros):perforada en 1972, ubicado en la Universidad de Dalhousie, Nueva Escocia:la coautora Sarah Mazza de la Universidad de Münster, en Alemania, evaluó la sección transversal de isótopos, oligoelementos, evidencia de contenido de agua y otros materiales volátiles. La evaluación proporcionó una información geológica, historia volcánica de las Bermudas.
"Primero sospeché que el pasado volcánico de las Bermudas era especial cuando tomé muestras del núcleo y noté las diversas texturas y mineralogía conservadas en los diferentes flujos de lava, ", Dijo Mazza." Rápidamente confirmamos enriquecimientos extremos en las composiciones de oligoelementos. Fue emocionante repasar nuestros primeros resultados ... los misterios de las Bermudas comenzaron a revelarse ".
En un corte microscópico con polarización cruzada de una muestra de núcleo, el cristal azul y amarillo es titanio-augita, Rodeado por una masa terrestre de minerales, que incluyen feldespatos, flogopita, espinela perovskita y apatita. Este conjunto sugiere que la fuente del manto, rica en agua, produjo esta lava. Crédito:Laboratorio Gazel / Proporcionado
De las muestras principales, el grupo detectó firmas geoquímicas de la zona de transición, que incluía mayores cantidades de agua encerrada en los cristales que las encontradas en las zonas de subducción. El agua en las zonas de subducción se recicla de nuevo a la superficie de la Tierra. Hay suficiente agua en la zona de transición para formar al menos tres océanos, según Gazel, pero es el agua lo que ayuda a que la roca se derrita en la zona de transición.
Los geocientíficos desarrollaron modelos numéricos con Robert Moucha, profesor asociado de ciencias de la Tierra en la Universidad de Syracuse, para descubrir una perturbación en la zona de transición que probablemente obligó al material de esta capa profunda del manto a derretirse y filtrarse a la superficie, Dijo Gazel.
A pesar de más de 50 años de mediciones isotópicas en lavas oceánicas, los isótopos peculiares y extremos medidos en el núcleo de lava de las Bermudas no se habían observado antes. Todavía, estas composiciones isotópicas extremas permitieron a los científicos identificar la fuente única de lava.
"Si empezamos a mirar con más atención, Creo que encontraremos estas firmas geoquímicas en más lugares, "dijo el coautor Michael Bizimis, profesor asociado de la Universidad de Carolina del Sur.
Gazel explicó que esta investigación proporciona una nueva conexión entre la capa de la zona de transición y los volcanes en la superficie de la Tierra. "Con este trabajo podemos demostrar que la zona de transición de la Tierra es un depósito químico extremo, ", dijo Gazel." Ahora estamos comenzando a reconocer su importancia en términos de geodinámica global e incluso vulcanismo ".
Dijo Gazel:"Nuestro próximo paso es examinar más ubicaciones para determinar la diferencia entre los procesos geológicos que pueden resultar en volcanes intraplaca y determinar el papel de la zona de transición del manto en la evolución de nuestro planeta".
