Antiguo, distinto, regiones de rocas del tamaño de un continente, aislado desde antes de la colisión que creó la Luna hace 4.500 millones de años, existen cientos de millas por debajo de la corteza terrestre, ofreciendo una ventana a los componentes básicos de nuestro planeta, según una nueva investigación.

El nuevo estudio de la revista AGU Geoquímica, Geofísica, Geosistemas utilizaron modelos para rastrear la ubicación y el origen de muestras de rocas volcánicas encontradas en todo el mundo hasta dos continentes sólidos en el manto profundo. La nueva investigación sugiere que las regiones de rocas gigantes específicas han existido durante 4.500 millones de años, desde el comienzo de la Tierra.

Previamente, Los científicos teorizaron que los continentes separados en el manto profundo provenían de placas oceánicas subducidas. Pero el nuevo estudio indica que estas distintas regiones pueden haberse formado a partir de un antiguo océano de magma que se solidificó durante el comienzo de la formación de la Tierra y puede haber sobrevivido al impacto masivo de creación de la Luna.

Determinar el origen de las masas revela más detalles sobre su evolución y composición, así como pistas sobre la historia primordial de la Tierra en el Sistema Solar temprano, según los autores del estudio.

Es sorprendente que estas regiones hayan sobrevivido la mayor parte de la historia volcánica de la Tierra relativamente intactas, dijo Curtis Williams, un geólogo de la Universidad de California, Davis, en Davis, California y autor principal del estudio.

Mirando hacia adentro

El manto es una capa de roca, estiramiento 2, 900 kilómetros (1, 802 millas) hacia el interior de la Tierra. La tierra está fundida, líquido, El núcleo metálico se encuentra debajo del manto. El límite entre el núcleo y el manto es donde el manto sólido se encuentra con el núcleo líquido metálico.

Los científicos sabían por estudios anteriores de imágenes sísmicas que existían dos cuerpos rocosos individuales cerca del límite entre el núcleo y el manto. Un cuerpo de roca sólida está bajo África y el otro bajo el Océano Pacífico.

Ondas sísmicas, las vibraciones producidas por los terremotos, moverse de manera diferente a través de estas masas que el resto del manto, sugiriendo que tienen propiedades físicas distintas del manto circundante. Pero los geólogos no pudieron determinar si las ondas sísmicas se movían de manera diferente a través de los continentes del núcleo y el manto debido a las diferencias en su temperatura. composición o densidad mineral, o alguna combinación de estas propiedades. Eso significaba que solo podían formular hipótesis sobre el origen y la historia de las masas rocosas separadas.

"Teníamos todas estas mediciones geoquímicas de la superficie de la Tierra, pero no sabíamos cómo relacionar estas mediciones geoquímicas con regiones del interior de la Tierra. Teníamos todas estas imágenes geofísicas del interior de la Tierra, pero no sabíamos cómo relacionar eso con la geoquímica en la superficie de la Tierra, "Dijo Williams.

Plumas y material primitivo

Williams y sus colegas querían determinar el origen y la evolución de las distintas masas para aprender más sobre la composición y el pasado de la Tierra. Para hacer esto, necesitaban poder identificar muestras en la superficie de la Tierra con concentraciones más altas de material primitivo y luego rastrear esas muestras hasta sus orígenes.

Los científicos suelen tomar muestras de rocas de regiones volcánicas como Hawái e Islandia. donde profundos penachos del manto, o columnas de roca extremadamente caliente, se elevan desde las áreas cercanas al núcleo, se funden en el manto poco profundo y emergen lejos de las fallas tectónicas. Estas muestras están hechas de roca ígnea creada a partir de la lava que se enfría. Los autores del estudio utilizaron una base de datos existente de muestras y también recolectaron nuevas muestras de áreas volcánicamente activas como las Islas Balleny en la Antártida.

Los geólogos pueden medir isótopos específicos en rocas ígneas para aprender más sobre el origen y la evolución de la Tierra. Algunos isótopos, como helio-3, son primordiales, lo que significa que fueron creados durante el Big Bang. Las rocas más cercanas a la corteza terrestre tienen menos isótopo que las rocas más profundas que nunca estuvieron expuestas al aire. Se cree que las muestras con más helio-3 provienen de rocas más primitivas del manto.

Los investigadores encontraron que algunas de las muestras que estudiaron tenían más helio-3, lo que indica que pueden haber venido de rocas primitivas en las profundidades del manto de la Tierra.

Luego, los investigadores utilizaron un nuevo modelo para rastrear cómo estas muestras primitivas podrían haber llegado a la superficie de la Tierra desde el manto. Los modelos geológicos asumen que las plumas se elevan verticalmente desde las profundidades del manto hasta la superficie de la Tierra. Pero las plumas pueden salirse de su curso desviado, debido a varias razones. El nuevo modelo tuvo en cuenta esta desviación de la pluma, permitiendo a los autores del estudio rastrear las muestras hasta las dos masas gigantes cerca del límite entre el núcleo y el manto.

La combinación de la información isotópica y el nuevo modelo permitió a los investigadores determinar la composición de las dos masas gigantes y teorizar cómo se pudieron haber formado.

Comprender la composición de masas rocosas específicas cerca del límite entre el núcleo y el manto ayuda a los geólogos a conceptualizar los procesos antiguos de conformación de la Tierra que llevaron al manto moderno. según los autores del estudio.

"Es un marco más sólido para tratar de responder estas preguntas en términos de no hacer estas suposiciones de material que se eleva verticalmente, sino más bien tener en cuenta cuánta deflexión han experimentado estas plumas, "Dijo Williams.

Esta historia se vuelve a publicar por cortesía de AGU Blogs (http://blogs.agu.org), una comunidad de blogs de ciencia de la Tierra y el espacio, alojado por la American Geophysical Union. Lea la historia original aquí.