Ubicada a 3.000 kilómetros de profundidad, podría haberse originado en los primeros días de la Tierra
En lo profundo de la Tierra, se encuentra una misteriosa capa llamada capa D". Ubicada aproximadamente a 3.000 kilómetros de profundidad, esta zona se encuentra justo encima del límite entre el núcleo externo fundido del planeta y su manto sólido.
A diferencia de una esfera perfecta, la capa D" es sorprendentemente irregular. Su espesor varía mucho de un lugar a otro, y algunas regiones incluso carecen por completo de una capa D", de forma muy similar a como los continentes se elevan sobre los océanos de la Tierra. Estas intrigantes variaciones han captado la atención de los geofísicos, quienes describen la capa D" como una región heterogénea o no uniforme.
Un nuevo estudio dirigido por el Dr. Qingyang Hu (Centro de Investigación Avanzada en Ciencia y Tecnología de Alta Presión) y el Dr. Jie Deng (Universidad de Princeton) sugiere que la capa D" podría haberse originado en los primeros días de la Tierra.
Su teoría se basa en la hipótesis del Impacto Gigante, que propone que un objeto del tamaño de Marte se estrelló contra la protoTierra, creando como consecuencia un océano de magma en todo el planeta. Creen que la capa D" puede ser una composición única sobrante de este colosal impacto, que potencialmente contiene pistas sobre la formación de la Tierra.
El Dr. Jie Deng destaca la presencia de una cantidad sustancial de agua dentro de este océano de magma global. El origen exacto de esta agua sigue siendo un tema de debate, y se han propuesto varias teorías, incluida su formación a través de reacciones entre el gas de la nebulosa y el magma, o el suministro directo de los cometas.
Imagen derecha: Formación de una estructura heterogénea en el límite del manto central de la Tierra. Crédito: Science China Press
"La opinión predominante", continúa el Dr. Deng, "sugiere que el agua se habría concentrado hacia el fondo del océano de magma a medida que se enfriaba. En las etapas finales, el magma más cercano al núcleo podría haber contenido volúmenes de agua comparables a los actuales océanos de la Tierra".
Las condiciones extremas de presión y temperatura dentro del fondo del océano de magma habrían creado un entorno químico único, fomentando inesperadas reacciones entre el agua y los minerales. El Dr. Qingyang Hu explica: "Nuestra investigación sugiere que este océano de magma hidratado favoreció la formación de una fase rica en hierro llamada peróxido de hierro y magnesio".
Este peróxido, con la fórmula (Fe,Mg)O2, tiene una preferencia aún mayor por el hierro en comparación con otros componentes importantes que se esperan en el manto inferior. "Según nuestros cálculos, su afinidad con el hierro podría haber provocado la acumulación de peróxido en el que predomina el hierro en capas de varios a decenas de kilómetros de espesor", añaden los investigadores.
La presencia de esta fase de peróxido rica en hierro alteraría la composición mineral de la capa D", desviándose de nuestro conocimiento actual. Según el nuevo modelo, los minerales en D" estarían dominados por un nuevo conjunto: el silicato pobre en hierro, el peróxido rico en hierro (Fe, Mg) y el óxido pobre en hierro (Fe, Mg).
Este peróxido con predominio de hierro también posee bajas velocidades sísmicas y alta conductividad eléctrica, lo que lo convierte en un potencial candidato para explicar las características geofísicas únicas de la capa D". Estas características incluyen zonas de velocidad ultrabaja y capas de alta conductancia, y ambas contribuyen a la conocida heterogeneidad compositiva de la capa D".
"Nuestros hallazgos sugieren que el peróxido rico en hierro, formado a partir del agua antigua dentro del océano de magma, ha desempeñado un papel crucial en la configuración de las estructuras heterogéneas de la capa D", dijo Qingyang. La fuerte afinidad de este peróxido por el hierro crea un marcado contraste de densidad entre estos parches ricos en hierro y el manto circundante.
Esencialmente, actúa como un aislante, evitando que se mezclen y explicando potencialmente la heterogeneidad duradera observada en la base del manto inferior. Jie añadió: "Este modelo se alinea bien con los recientes resultados de modelos numéricos, lo que sugiere que la heterogeneidad del manto inferior puede ser una característica de larga duración".
El artículo se publica en la revista National Science Review: Earth's core-mantle boundary shaped by crystalizing a hydrous terrestrial magma ocean
