La historia de mil millones de años del interior de la Tierra muestra que es más móvil de lo que pensábamos

Nicolás Flament es profesor y Ömer F.Bodur es investigador posdoctoral en la Universidad de Wollongong, Australia. André Merdith es investigador de la Universidad de Leeds, Inglaterra. Simón Williams es investigador en la Universidad del Noroeste, Xi’an, China.

ANALIZAR: En lo profundo de la Tierra, debajo de nosotros, se encuentran dos burbujas del tamaño de un continente. Uno está bajo África, el otro bajo el Océano Pacífico.

Las burbujas tienen sus raíces a 2.900 km por debajo de la superficie, casi a la mitad del centro de la Tierra. Se cree que son el lugar de nacimiento de columnas ascendentes de roca caliente llamadas «plumas del manto profundo» que alcanzan la superficie de la Tierra.

Cuando estas columnas llegan a la superficie, se producen erupciones volcánicas gigantes, del tipo que contribuyó a la extinción de los dinosaurios hace 65,5 millones de años.

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Las burbujas también pueden controlar la erupción de un tipo de roca llamada kimberlita, que trae diamantes desde profundidades de 120 a 150 km (y en algunos casos hasta 800 km) a la superficie de la Tierra.

Los científicos saben que las burbujas han existido durante mucho tiempo, pero cómo se comportaron a lo largo de la historia de la Tierra es una pregunta abierta.

En una nueva investigación, modelamos mil millones de años de historia geológica y descubrimos las burbujas se juntan y se separan como continentes y supercontinentes.

Un modelo para la evolución de la gota de la Tierra

Las burbujas están en el manto, la gruesa capa de roca caliente entre la corteza terrestre y su núcleo. El manto es sólido, pero fluye lentamente durante largas escalas de tiempo. Sabemos que las burbujas están allí porque reducen la velocidad de las ondas provocadas por los terremotos, lo que sugiere que las burbujas son más calientes que su entorno.

Los científicos generalmente están de acuerdo en que las burbujas están relacionadas con el movimiento de las placas tectónicas en la superficie de la Tierra. Sin embargo, les intrigaba cómo han cambiado las burbujas a lo largo de la historia de la Tierra.

Una escuela de pensamiento ha sido que las burbujas actuales actuaron como anclas, bloqueadas en su lugar durante cientos de millones de años mientras otras rocas se movían a su alrededor. Sin embargo, sabemos que las placas tectónicas y las plumas del manto se mueven con el tiempo, y la investigación sugiere la forma de las burbujas está cambiando.

nuestra nueva encuesta muestra que las burbujas de la Tierra han cambiado de forma y ubicación mucho más de lo que se pensaba. De hecho, a lo largo de la historia se han formado y desintegrado de la misma forma que los continentes y supercontinentes en la superficie terrestre.

Usamos el de Australia Infraestructura Nacional de Cómputo para ejecutar simulaciones informáticas avanzadas de cómo fluyó el manto de la Tierra durante mil millones de años.

Estos modelos se basan en Reconstruyendo los movimientos de las placas tectónicas. Cuando las placas se empujan entre sí, el fondo del océano se empuja hacia abajo entre ellas en un proceso conocido como subducción.

La roca fría del fondo del océano se hunde cada vez más en el manto, y cuando alcanza una profundidad de unos 2.000 km, empuja a un lado las burbujas calientes.

Descubrimos que, al igual que los continentes, los blobs pueden unirse, formando «superblobs» como en la configuración actual, y romperse con el tiempo.

Un aspecto clave de nuestros modelos es que, si bien las burbujas cambian de posición y forma con el tiempo, aún se ajustan al patrón de erupciones volcánicas y kimberlita registradas en la superficie de la Tierra. Este patrón fue anteriormente un argumento clave para las manchas como «anclas» inmóviles.

Sorprendentemente, nuestros modelos revelan que la burbuja africana se formó hace 60 millones de años, en contraste con las sugerencias anteriores de que la burbuja podría haber existido aproximadamente en su forma actual. durante casi diez veces más.

Dudas restantes sobre blobs

¿Cómo surgieron las manchas? ¿De qué están hechos exactamente? No lo sabemos todavía.

Las burbujas pueden ser más densas que el manto que las rodea y, como tales, pueden consistir en material separado del resto del manto. al comienzo de la historia de la Tierra.

Esto podría explicar por qué la composición mineral de la Tierra es diferente de la esperada de los modelos basados ​​en la composición de meteoritos.

Alternativamente, la densidad de las burbujas puede explicarse por la acumulación de material oceánico denso de losas de roca empujadas hacia abajo por el movimiento de las placas tectónicas.

Independientemente de este debate, nuestro trabajo muestra que es más probable que las losas que se hunden transporten fragmentos de continentes a la burbuja africana que a la burbuja del Pacífico.

Curiosamente, este resultado es consistente con un trabajo reciente que sugiere que la fuente de las plumas del manto que surgen de la burbuja africana contiene material continental, mientras que las plumas que surgen de la burbuja del Pacífico no.

Rastreando las burbujas para encontrar minerales y diamantes.

Si bien nuestro trabajo aborda cuestiones fundamentales sobre la evolución de nuestro planeta, también tiene aplicaciones prácticas.

Nuestros modelos proporcionan un marco para identificar con mayor precisión la ubicación de los minerales asociados con el afloramiento del manto. Esto incluye diamantes traídos a la superficie por kimberlitas que parecen estar asociadas con las burbujas.

Los depósitos de sulfuros magmáticos, que son la principal reserva de níquel del mundo, también están asociados con las plumas del manto. Al ayudar a identificar minerales como el níquel (un ingrediente esencial en las baterías de iones de litio y otras tecnologías de energía renovable), nuestros modelos pueden contribuir a la transición hacia una economía de bajas emisiones.

Nicolás Flament es profesor y Ömer F.Bodur es investigador posdoctoral en la Universidad de Wollongong, Australia. André Merdith es investigador de la Universidad de Leeds, Inglaterra. Simón Williams es investigador en la Universidad del Noroeste, Xi’an, China.

Este artículo fue publicado originalmente en La conversación. leer el artículo original.