El descubrimiento del océano de magma ilumina el pasado extremadamente metálico de la Tierra
Hace unos 4.500 millones de años, La Tierra era, probablemente, un gran océano de magma. Los geólogos que estudian esta Tierra primordial usan modelos, simulaciones experimentales e incluso muestras de la Luna para descubrir cómo era probablemente el planeta durante los primeros días del Sistema solar.
Pero encontrar evidencia física en la Tierra para confirmar estos modelos ha sido un desafío. En un estudio publicado el viernes en Avances en la ciencia, Los geólogos anuncian que han encontrado una firma directa del océano de magma primitivo en un famoso y antiguo depósito de basalto en Groenlandia.
La Tierra más antigua – Esta historia realmente comienza con la luna. La teoría actual predominante es que, hace mucho tiempo, un planeta del tamaño de Marte chocó con la Tierra, dejándonos con un nuevo satélite y una Tierra se derritió con el impacto.
«La idea de que la Tierra se derritió en gran medida, o incluso se derritió por completo, en algún momento de su historia no es una sorpresa». Helen Williams, autor principal del estudio y geoquímico de la Universidad de Cambridge, dice Inverso.
«El verdadero enigma es por qué no hay evidencia geológica de esto».
Por qué es importante – La razón por la que es tan difícil encontrar una firma geológica para algo de miles de millones de años en la Tierra es que es tectónicamente activo.
Las rocas de la superficie se derriten y mezclan constantemente dentro de la Tierra, y simplemente no hay muchos lugares donde las rocas de la superficie sean, en estas escalas de tiempo, tan antiguas.
Una excepción a esta regla es un área llamada Cinturón supracrustal isua en el Groenlandia. Aquí, los depósitos de basalto tienen más de 3.700 millones de años y han escapado de gran parte de la deformación que han experimentado la mayoría de las otras rocas antiguas, por ejemplo, en cadenas montañosas. El sitio ha sido estudiado por geólogos durante décadas, pero esta es la primera vez que se analiza la firma específica que dejaría un antiguo océano de magma.
«Estoy muy emocionado de que podamos encontrar evidencia geológica de un proceso que hasta ahora pensábamos que existía sólo en teoría», dice Williams.
Que hay de nuevo – Los investigadores encontraron firmas geoquímicas distintas en Isua que brindan información sobre la composición y la marca de tiempo que necesitaban para poder rastrearlas hasta el océano de magma primordial.
El mineral más abundante en la Tierra se llama bridgmanita, que solo se forma a presiones ultra altas en las profundidades del Manto de tierra. El mineral tiene preferencia por las versiones pesadas de hierro (isótopos como el hierro-57) y otros elementos que le dan una firma distintiva. Incluso cuando el propio bridgmanite no está presente, estas firmas pueden permanecer. Esto es lo que descubrieron los investigadores de Isua.
«… es la última pregunta sobre cómo se formó nuestro planeta y por qué es como es ahora. «
Pero la otra evidencia importante fue encontrar un isótopo del elemento tungsteno, tungsteno-182. Esto les dice que la firma de la bridgmanita debe ser muy, muy antigua. Océano de magma primordial antiguo.
Esto se debe a que este tungsteno es producto de la descomposición del hafnio-182, un isótopo elemental común en la Tierra primitiva (y solo en la Tierra primitiva). El hafnio-182 habría disminuido en los primeros 45 a 50 millones de años del Sistema Solar. Encontrar sus subproductos, una firma de tungsteno-182, en una roca hoy, «nos dice que heredó algo increíblemente primordial», dice Williams.
«Este es un estudio realmente interesante que vincula diferentes tipos de geoquímica que no se han vinculado antes «. Steve Elardo, un científico planetario de la Universidad de Florida que no participó en el estudio, dijo Inverso.
“Este tipo de estudios nos ayudan a comprender lo que sucedía al inicio de la historia de la Tierra … es la pregunta fundamental sobre cómo se formó nuestro planeta y por qué es como es ahora”, dice Elardo.
Ansioso – Williams no solo está entusiasmada con el océano de magma de la Tierra, también es optimista sobre las formas en que todo su campo está cambiando.
«Creo que mucha gente, especialmente los escolares, piensa en los geólogos como ancianos con barbas blancas que caminan con sandalias y calcetines, y ese ya no es el problema», dice. «El tema está cambiando, es realmente multidisciplinar ahora y es mucho más diverso de lo que solía ser».
«En cierto modo, ese es el mensaje más importante», dice. «Los océanos de magma son fríos, pero en cierto modo, la diversidad es mucho más importante».
Resumen: Se cree que la diferenciación de la Tierra hace unos 4.500 millones de años (Ga) culminó en la cristalización del océano de magma, en la separación líquido-líquido y en la formación de depósitos de manto mineralógicamente distintos. Sin embargo, el modelo del océano de magma sigue siendo difícil de validar debido a la escasez de trazadores geoquímicos en la mineralogía del manto inferior. Composiciones de Fe (δ57Fe) de antiguas rocas máficas se puede utilizar para reconstruir la mineralogía de sus regiones de origen del manto. Presentamos datos de isótopos de Fe para los metabasaltos de 3,7-Ga del cinturón supracrustal de Isua (Groenlandia). El δ57Las firmas de Fe de estas muestras se extienden a valores altos en relación con los equivalentes modernos y definen fuertes correlaciones con oligoelementos de fluidos inmóviles y anomalías de isótopos de tungsteno (μ182C). Los modelos de equilibrio de fase demuestran que estas características pueden explicarse por el derretimiento de un componente acumulado del océano de magma en el manto superior. Procesos similares pueden operar hoy en día, como lo demuestra δ57Fe y μ182Existe heterogeneidad de basaltos oceánicos modernos.
