En innumerables libros de texto de ciencias de la escuela primaria, el manto de la Tierra es un gradiente de amarillo a naranja, una capa nebulosamente definida entre la corteza y el núcleo.

Para los geólogos, el manto es mucho más que eso. Es una región que vive en algún lugar entre el frío de la corteza y el calor brillante del núcleo. Es donde nace el fondo del océano y donde mueren las placas tectónicas.

Un nuevo artículo publicado hoy en Naturaleza Geociencia pinta una imagen aún más intrincada del manto como un mosaico geoquímicamente diverso, muy diferente a las lavas relativamente uniformes que eventualmente llegan a la superficie. Aún más importante, una copia de este mosaico se esconde profundamente en la corteza. El estudio está dirigido por Sarah Lambart, profesor asistente de geología en la Universidad de Utah, y está financiado por el programa de investigación e innovación Horizonte 2020 de la Unión Europea y la National Science Foundation.

"Si miras un cuadro de Jackson Pollock, tienes muchos colores diferentes, "Dice Lambart." Esos colores representan diferentes componentes del manto y las líneas son magmas producidos por estos componentes y transportados a la superficie. Miras la línea amarilla, no se va a mezclar mucho con el rojo o el negro ".

Minerales primitivos

Nuestro mejor acceso al manto viene en forma de lava que entra en erupción en las dorsales oceánicas. Estas dorsales se encuentran en el medio del fondo del océano y generan una nueva corteza oceánica. Las muestras de esta lava muestran que químicamente es prácticamente la misma en cualquier parte del planeta.

Pero eso está en desacuerdo con lo que sucede en el otro extremo del ciclo de vida de la corteza. La vieja corteza oceánica se extiende desde las dorsales oceánicas hasta que es empujada debajo de un continente y se hunde nuevamente en el manto. Lo que sucede después de eso no está claro, pero si tanto el manto como la costra vieja se derriten, Debería haber alguna variación en la composición química de los magmas.

Entonces Lambart y sus colegas de Gales y los Países Bajos, trató de descubrir cómo se ve el manto antes de que se eleve como lava en una cresta en medio del océano. Examinaron núcleos, perforado a través de la corteza del océano, para observar los minerales acumulados:los primeros minerales que se cristalizan cuando los magmas entran en la corteza.

"Observamos la parte más primitiva de estos minerales, "Lambart dice, agregando que una vez que localizaron los minerales primitivos, analizaron solo la composición química de los primeros minerales en formarse. "Si no está mirando la parte más primitiva, puede perder la señal de este primer deshielo que se ha entregado a la corteza. Esa es la originalidad de nuestro trabajo".

Analizaron las muestras centímetro a centímetro para observar variaciones en los isótopos de neodimio y estroncio. lo que puede indicar diferentes químicas del material del manto que provienen de diferentes tipos de roca. "Si tiene variabilidad isotópica en sus acumulados, eso significa que también debe tener variabilidad isotópica en el manto, "Dice Lambart.

Cuando la licuadora se enciende

Eso es exactamente lo que encontró el equipo. La cantidad de variabilidad de isótopos en los acumulados fue siete veces mayor que la de las lavas de las cordilleras oceánicas. Eso significa que el manto está lejos de estar bien mezclado y que esta variabilidad se conserva en los acumulados.

La probable razón Lambart dice:es que diferentes rocas se derriten a diferentes temperaturas. La primera roca en derretirse por ejemplo la vieja corteza, puede crear canales que pueden transportar magma hasta la corteza. La fusión de otro tipo de roca puede hacer lo mismo. El resultado final son varias redes de canales que convergen hacia la cresta oceánica pero no se mezclan, recordando las rayas de pintura en una pintura de Jackson Pollock.

Para saber qué significa este hallazgo para la geología, imagina un batido. No, ve más atrás e imagina la jarra de la licuadora llena de fruta, hielo, leche y otros ingredientes. Eso es como el manto:ingredientes discretos, tan diferentes entre sí como una fresa de un arándano. El batido completamente mezclado es como la lava de la cresta oceánica. Está completamente mezclado. En algún punto entre el manto profundo y la dorsal oceánica, La tierra enciende la licuadora. Lambart dice que sus resultados muestran que en la parte superior del manto, la mezcla no ha sucedido todavía. La licuadora, resulta, no se enciende hasta que en algún lugar de la corteza.

El trabajo de Lambart la ayuda a ella y a otros geólogos a redefinir su idea de cómo se mueve el material a través del manto hasta la superficie.

"El problema es que necesitamos encontrar una manera de modelar la tierra geodinámica, incluida la tectónica de placas, para reproducir realmente lo que está grabado en la roca hoy, ", dice." Hasta ahora falta este vínculo ".

Ahora Lambart está estableciendo un nuevo laboratorio de petrología experimental para estudiar las condiciones para que los magmas conserven sus composiciones químicas durante su viaje a través del manto y la corteza.