La perforación récord de los geólogos en la corteza terrestre revela secretos del manto: ScienceAlert

Como un mosquito que atraviesa la piel hasta llegar al rico festín interior, los geólogos perforaron un taladro largo y estrecho en la corteza terrestre el año pasado, extrayendo un tesoro de riquezas geológicas.

El resultado es un largo cilindro de roca, conocido como muestra de núcleo, que mide una batiendo récords 1.268 metros (4.160 pies) de largo. Hecho de roca ígnea que ha sido alterada químicamente por agua de mar en un proceso conocido como serpentinización, el cilindro ahora ha sido analizado y sus secretos revelados.

Este hilo de piel de la Tierra, extraído de las profundidades del océano, es un depósito de información que puede usarse para sondear el misterioso manto de la Tierra, la capa de roca volcánica sólida que separa la corteza del núcleo.

«Hemos recuperado una sección de peridotita de 1.268 metros de largo del manto oceánico serpentinizado», escribir un equipo dirigido por el petrólogo y geoquímico Johan Lissenberg, de la Universidad de Cardiff, en el Reino Unido.

«La recuperación casi continua brinda la oportunidad de obtener un inventario litológico, mineralógico, estructural y de alteración robusto y cuantitativo del manto superior».

El manto de la Tierra, para nosotros, los rastreadores de la superficie, está frustrantemente fuera de nuestro alcance. En su punto más delgado, la corteza terrestre tiene 6 kilómetros (3,7 millas) de espesor.

Tenemos las herramientas para profundizar de la superficie continental – como lo demuestra la impresionante perforación de Kola, a 12.262 metros de profundidad en Rusia – pero la corteza continental es mucho mas grueso que la corteza oceánica.

Tampoco es probable que alcancemos el manto del fondo del océano en el corto plazo, pero la corteza oceánica es actualmente el mejor lugar para obtener muestras que nos permitirán estudiarla. En ciertos lugares, la actividad tectónica mueve el material del manto hacia la corteza, de donde podemos extraerlo.

Pero perforar un agujero profundo en el fondo del océano en un límite tectónico calentado por el vulcanismo, como se puede imaginar, es mucho más fácil de decir que de hacer. Los esfuerzos anteriores dieron como resultado un agujero de no más de 200,8 metros de profundidad y del material perforado, sólo se recuperó el 47 por ciento.

Por lo tanto, el trabajo de Lissenberg y sus colegas es algo verdaderamente especial. Perforaron profundamente en una característica debajo del Océano Atlántico conocida como Macizo de la Atlántidauna enorme masa montañosa de unos 4.267 metros de altura sobre el fondo del mar Cordillera del Atlántico Medioun límite entre dos placas tectónicas. El macizo, compuesto por roca del manto conocido como peridotitase cree que se formó por la compresión de la roca del manto a través de la corteza.

«El plan original era perforar un agujero poco profundo de unos 200 metros», dijo el geólogo Kuan-Yu Lin de la Universidad de Delaware. dijo el año pasadodespués de finalizar la perforación.

«Pero para nuestra sorpresa, el agujero siguió haciéndose cada vez más profundo, con tasas de recuperación altísimas nunca antes vistas al perforar este tipo de rocas. Atónitos por lo que estábamos viendo, el grupo científico acordó cambiar el plan para seguir profundizando el agujero». «.

Su agujero, llamado Agujero U1601C, se extendía un récord de 1.268 metros, y lo que los investigadores extrajeron fue aún mejor. Lograron recuperar un impresionante 71 por ciento de la muestra central.

Esta muestra, al igual que el propio macizo, está formada por peridotitaRoca ígnea de grano grueso compuesta casi en su totalidad por olivino y piroxeno.

Cuando se introduce agua de mar, su encuentro con minerales provoca una reacción conocida como serpentinización, que transforma el olivino y el piroxeno expuestos en minerales serpentinos, produciendo hidrocarburos que pueden ser utilizados por formas de vida de las profundidades marinas. Pero el resultado para los geólogos es que se vuelve más difícil interpretar la roca, como tratar de leer pintura que ha quedado bajo la lluvia.

Curiosamente, los investigadores descubrieron que su muestra central se había vuelto altamente serpentinizada, e incluso la peridotita menos alterada se transformó en un 40 por ciento en toda la longitud de la muestra, lo que sugiere que la penetración del agua de mar es bastante alta. A pesar de esto, la composición de la roca primaria se conservó mejor que los núcleos menos profundos, lo que revela nueva información sobre el manto debajo del Macizo de la Atlántida.

Los investigadores encontraron un contenido de piroxeno mucho menor de lo que esperaban, lo que puede deberse a que el piroxeno se disuelve cuando se calienta la roca. Y los investigadores descubrieron que el movimiento de la roca fundida alejándose de la roca sólida, a medida que el magma se comprimía hacia arriba, se producía en un ángulo oblicuo con respecto al afloramiento del manto, un hallazgo que es muy diferente del migración derretida modelos.

Finalmente, los investigadores encontraron intrusiones de un mineral ígneo llamado gabro. La peridotita cerca de estas intrusiones gabroicas muestra cambios intensos relacionados con la exposición al ambiente hidrotermal que no se ven en otras partes de la muestra del núcleo, lo que sugiere que el gabro juega un papel inesperado en la geoquímica fluida de los respiraderos hidrotermales que generan vida en el fascinante campo hidrotermal de la Ciudad Perdida.

Continuarán los estudios para comprender mejor los procesos que dieron forma a la roca, pero hasta ahora las investigaciones demuestran lo valiosa que puede ser la perforación.

«El registro completo de rocas obtenido durante la Expedición 399 ofrece una gran cantidad de oportunidades para lograr avances fundamentales en nuestra comprensión del manto superior oceánico». los investigadores escriben.

«La penetración del Agujero U1601C en el subsuelo del campo hidrotermal de Ciudad Perdida brinda una oportunidad para estudiar los límites y el alcance de la vida en la litosfera oceánica y una plataforma potencial para futuros experimentos sobre la geología, química y biología de un campo hidrotermal fuera del eje. sistema. «

La investigación fue publicada en Ciencia.