En una playa de una isla remota en el este de Papúa Nueva Guinea, un país ubicado en el suroeste del Pacífico al norte de Australia, La arena granate revela un importante descubrimiento geológico. Similar a los mensajes en botellas que han viajado a través de los océanos, los sedimentos derivados de la erosión de las rocas transportan información de otro tiempo y lugar. En este caso, los granos de arena granate revelan una historia de viajar desde la superficie hasta las profundidades de la Tierra (~ 75 millas), y luego regresar a la superficie antes de terminar en una playa como granos de arena. En el transcurso de este viaje geológico, el tipo de roca cambió a medida que se cambiaron algunos minerales, y otros materiales fueron incluidos (atrapados) dentro de los granates recién formados. La historia se conserva en composiciones granates, así como en sus inclusiones atrapadas:sólidos (p. ej., minerales muy raros como la coesita (una forma de cuarzo de alta presión), líquidos (por ejemplo, agua) y gases (por ejemplo, CO ₂ ).

Suzanne Baldwin, Thonis Family Professor en el Departamento de Ciencias de la Tierra y el Medio Ambiente de la Facultad de Artes y Ciencias de la Universidad de Syracuse, ha dirigido muchas expediciones de campo a Papua Nueva Guinea. Los últimos resultados de su equipo sobre esta región tectónicamente activa se acaban de publicar en la prestigiosa revista Actas de la Academia Nacional de Ciencias (PNAS) .

Al leer el registro de la roca, los investigadores revelaron la ruta de reciclaje desde la superficie hasta las profundidades del manto superior y luego de regreso a la superficie como resultado de procesos tectónicos y sedimentarios. Las composiciones de esa arena también contienen varios componentes clave que revelan qué tan rápido ocurrió este reciclaje. En este caso, El tránsito a través del ciclo de las rocas ocurrió en menos de ~ 10 millones de años. Esto puede parecer mucho tiempo pero para estos procesos geológicos, en realidad, es notablemente corto.

Las arenas granate son solo la última pieza del rompecabezas para comprender la evolución geológica de esta región. Es el único lugar en la Tierra donde se está produciendo la exhumación activa de rocas metamórficas de alta y ultra alta presión durante el mismo ciclo de rocas que produjo estas rocas metamórficas. El grupo internacional de investigadores, incluyendo el Ph.D. de Joseph Gonzalez '19 de la Universidad de Syracuse (ahora investigador posdoctoral del Consejo Europeo de Investigación en la Universidad de Pavía, Italia), Doctor. el estudiante Jan Schönig y el profesor Hilmar von Eynatten de la Universidad de Göttingen en Alemania, y el profesor Hugh Davies (anteriormente de la Universidad de Papua Nueva Guinea, ahora en la Universidad Nacional de Australia), reveló cómo las inclusiones atrapadas en la arena de granate pueden usarse para determinar los procesos de reciclaje de rocas dentro de las zonas de límites de placas activas.

En los límites de las placas activas, como el que el equipo estudió en el este de Papúa Nueva Guinea, Las placas tectónicas convergentes se deslizan una hacia la otra con una placa moviéndose debajo de la otra para formar una zona de subducción. Durante este proceso, las rocas se hunden profundamente en la Tierra. Tiempo extraordinario, las fuerzas en los límites de las placas pueden cambiar y las rocas pueden exhumarse a la superficie a través de un proceso conocido como deformación litosférica. Las inclusiones atrapadas conservan un registro de subducción cortical y exhumación rápida que une el manto superior y los procesos superficiales en estas escalas de tiempo geológicas cortas. Al aplicar su enfoque tanto a los sedimentos modernos como a las rocas sedimentarias, Los investigadores ahora pueden revelar el ritmo de los procesos de reciclaje de rocas a lo largo de la historia de la Tierra.