La tectónica de placas es mucho más antigua de lo que se pensaba
Las capas profundas de la Tierra contienen aproximadamente la misma cantidad de agua que sus océanos, debido al hecho de que durante más de tres mil millones de años la corteza del fondo marino del planeta ha estado saturada de humedad. Esta conclusión fue hecha por científicos rusos y extranjeros que publicaron un artículo en la revista Nature.
"Presentamos datos geoquímicos que indican que el ciclo de inmersión global de la corteza oceánica en el manto comenzó mucho antes de lo que la mayoría de los expertos creen y podría haber funcionado durante los primeros mil millones de años de la historia de la Tierra", dijo Alexander Sobolev, del Instituto de Geoquímica y Química Analítica de Rusia.
Según los geólogos, la vida existe en la Tierra y está ausente en Venus debido al hecho de que las entrañas de nuestro planeta no están paradas, sino que "migran" constantemente entre su superficie y las capas profundas de la litosfera. El movimiento de los continentes, la inmersión gradual de sus rocas en las profundidades del manto y su posterior "ascenso" ayudan a la Tierra a "eliminar" el exceso de calor y estabilizar el clima.
Este proceso, como creen los científicos, afecta no solo al clima, sino también a la composición de la atmósfera y los océanos de la Tierra. Cuando las rocas de los continentes se hunden profundamente en el manto, llevan consigo grandes cantidades de rocas sedimentarias que contienen diversos gases, agua y otras sustancias volátiles. Regresan a la superficie junto con las erupciones volcánicas, que a menudo cambian dramáticamente la composición del aire y el agua, y afectan en gran medida la vida de la tierra.
Imagen: Representación esquemática de cómo hace 3.300 millones de años, el agua en la litosfera oceánica húmeda se subdució en una zona de transición del manto en el Arcaico antes de regresar a la superficie de la Tierra como una inclusión en la lava.
Por ejemplo, Sobolev y sus colegas descubrieron recientemente que el "ascenso" del manto en las cercanías del actual Norilsk llevó a la saturación de la atmósfera con una gran cantidad de gases de efecto invernadero y la "siembra" de los océanos con nutrientes que aceleran el crecimiento de los microbios. Ambos eventos, que ocurrieron hace aproximadamente 255 millones de años, sirvieron como detonante de la extinción del Pérmico, el cataclismo más serio en la historia de la vida en la Tierra.
Cuando comenzó el manto de la Tierra a "respirar" e intercambiar gases y agua con la superficie del planeta, los científicos todavía no pueden decirlo con seguridad. Algunos geólogos creen que la tectónica comenzó casi inmediatamente después del nacimiento de nuestro mundo, hace unos cuatro mil millones de años, mientras que otros dudan de esto y sugieren que esto sucedió hace unos 2.5 mil millones de años.
Según el servicio de prensa de la Russian Science Foundation, Sobolev y sus colegas encontraron nuevas evidencias a favor de la primera hipótesis, estudiando muestras de la corteza terrestre más antigua, formada hace más de 3.300 millones de años en las cercanías de la ciudad actual de Barberton en el este de Sudáfrica.
La antigua corteza oceánica, como explican los autores del artículo, no se "disuelve" completamente en las capas profundas del manto. Sus componentes más refractarios, que son una forma de mineral de olivino, se conservan en forma de cristales microscópicos, cuyos rastros se pueden encontrar en ciertos tipos de rocas volcánicas. Estas rocas, las llamadas komatiites, se encuentran con mayor frecuencia en las muestras más antiguas de la corteza terrestre, los llamados "cinturones de piedra verde".
Los primeros estudios de este tipo fueron realizados por investigadores rusos y extranjeros hace tres años, después de haber estudiado rocas de Canadá y Sudáfrica, que se formaron hace 2.700 millones de años. Estas mediciones han demostrado que en las capas más profundas del manto hay una gran cantidad de agua, comparable en tamaño a los océanos del mundo. Como los científicos sugirieron, cayó en el manto debido al inicio temprano de los procesos tectónicos.
Ahora Sobolev y su equipo han recibido nuevas confirmaciones de esta hipótesis, estudiando muestras más antiguas de komatiites de Sudáfrica. Al igual que en 2016, los científicos extrajeron de ellas cristales de olivino, los fundieron y midieron las fracciones de agua y cerio, así como las fracciones de isótopos de hidrógeno.
Estas sustancias, como lo señalan los geoquímicos, se comportan de la misma manera cuando se mueven a través de la litosfera de la Tierra. Por esta razón, un exceso de uno u otro indicará la presencia de grandes reservas de H2O o compuestos de metales de tierras raras en las capas profundas del manto en el momento en que se formaron estos cristales.
Al final resultó que, en estas muestras de rocas antiguas estaba presente un exceso de agua, lo que indica la presencia de enormes reservas de humedad en las capas profundas del manto de la Tierra hace 3.300 millones de años. Junto con un exceso de deuterio, esto significa que la circulación de las rocas entre la superficie y el interior profundo de la litosfera comenzó casi inmediatamente después del nacimiento del planeta, de modo que el manto podría obtener suficiente cantidad de agua.
"El mecanismo de inmersión de la corteza modificada con agua de mar en el manto funcionó hace más de 3.300 millones de años. Esto significa que ya en los primeros mil millones de años de la existencia de la Tierra, había una circulación global de materia que forma la base de la tectónica de placas moderna, y la fuente de exceso de agua en la zona del manto de transición era antigua. El océano está en la superficie del planeta", concluye el científico.
Artículo científico: Deep hydrous mantle reservoir provides evidence for crustal recycling before 3.3 billion years ago
