Organismos marinos son transportados al interior de la Tierra por la subducción de las placas oceánicas
Durante años, los científicos creyeron que los cambios en el interior de la Tierra, como las erupciones volcánicas y las colisiones de placas tectónicas, afectaban principalmente al entorno de la superficie.
Se pensaba que eventos como la extinción masiva hace unos 66 millones de años y las transiciones entre climas de hielo y de invernadero estaban impulsados principalmente por estos procesos profundos de la Tierra. Sin embargo, un nuevo estudio ha revelado un nuevo y sorprendente aspecto: la radiación solar también puede afectar el interior profundo de la Tierra.
La radiación solar varía con la latitud, creando gradientes de temperatura en la superficie del mar que afectan la distribución de la vida marina. Estos organismos ricos en carbono son transportados al interior de la Tierra mediante la subducción de las placas oceánicas. Investigadores del Instituto de Geología y Geofísica de la Academia de Ciencias de China han descubierto que este proceso afecta significativamente el estado redox del arco de magma.
El estado "redox" del arco de magma se refiere al equilibrio entre las condiciones reductoras (perdiendo oxígeno o ganando electrones) y oxidantes (ganando oxígeno o perdiendo electrones) dentro del magma formado en arcos volcánicos. Los organismos marinos sirven como carbono orgánico y actúan como un importante reductor de la Tierra sólida. En consecuencia, el estado redox del arco de magma puede reflejar cómo la influencia del sol penetra profundamente en la Tierra.
Imagen: Diagrama esquemático que muestra la influencia de los sedimentos subducidos en el estado redox del magma primario del arco.
Se han recopilado miles de muestras de magma para revelar las variaciones globales del estado redox, que son fundamentales para detectar minerales metálicos como el cobre, el estaño y el litio, elementos clave para las tecnologías de energía renovable. Estas muestras han proporcionado notable información sobre las interacciones entre el clima superficial y los procesos profundos de la Tierra.
Los niveles de vanadio y escandio del arco de magma sirvieron como indicadores clave en los modelos geoquímicos. Al recopilar datos geoquímicos globales del magma del arco cenozoico y de inclusiones fundidas alojadas en olivino, los investigadores encontraron una distribución redox del magma del arco dependiente de la latitud con magma menos oxidado en latitudes más bajas en comparación con aquellos en latitudes más altas.
Imagen derecha: Inclusiones fundidas alojadas en olivino. Crédito: Academia China de Ciencias
"Estudios anteriores compararon principalmente muestras de las mismas regiones longitudinales, como Estados Unidos en el hemisferio norte y México en la zona tropical, sin encontrar diferencias significativas. Sin embargo, nuestras muestras de diferentes latitudes mostraron diferentes respuestas redox, lo que despertó nuestra curiosidad. Tratar de explicar estas diferencias nos llevó a descubrir este inesperado patrón", dijo Wan Bo, geólogo y coautor del estudio.
"Este inesperado patrón sugiere que el clima de la superficie tiene una influencia directa en la Tierra profunda. También sugiere que el entorno y el clima de la superficie de la Tierra tienen una influencia vital en la Tierra profunda", dijo Wan.
Entonces, ¿Cómo actúa el sol en el interior de la Tierra?
Más evidencia provino de estudios del fondo marino, que muestran depósitos de carbono más reducidos en latitudes más bajas. Este carbono interactúa con el azufre para formar sulfuro, que luego se transporta al manto, contribuyendo al patrón redox observado.
"El patrón observado sugiere un fuerte vínculo entre el entorno de la superficie y el estado redox de la Tierra profunda, proporcionando nuevas direcciones para explorar los recursos y los impactos ambientales de los sistemas de subducción en diferentes latitudes", dijo Hu Fangyang, autor correspondiente del estudio.
Si bien los resultados son convincentes, los investigadores reconocen la necesidad de datos más extensos de sedimentos marinos y subducidos a nivel global. El estudio abre nuevas vías para la exploración científica.
El estudio se ha publicado en Nature Communications: Latitude-dependent oxygen fugacity in arc magmas
