'Nature'

El núcleo y el manto del Planeta Tierra se separaron de forma desordenada

El núcleo y el manto del Planeta Tierra se separaron de forma desordenada
Las partes de la Tierra: núcleo, manto... NS

Columnas de roca caliente que emergen del manto de la Tierra en zonas volcánicas contienen evidencia de que los años formativos de la Tierra pueden haber sido aún más caóticos de lo que se pensaba.

Esta es la conclusión de un nuevo trabajo de un equipo de científicos de las instituciones Carnegie y Smithsonian, en Estados Unidos, y que se publica en ‘Nature’.

Se sabe bien que la Tierra se formó a partir de la acumulación de materia que rodea al joven Sol. Eventualmente, el planeta creció hasta tal tamaño que el metal de hierro más denso se hundió hacia adentro para formar los comienzos del núcleo de la Tierra, dejando el manto rico en silicato flotando por encima.

Pero el nuevo trabajo de un equipo dirigido por Yingwei Fei, de Carnegie, y Colin Jackson, de Carnegie y Smithsonian, argumenta que este manto y la separación del núcleo no fue un proceso tan ordenado.

«Nuestros hallazgos sugieren que a medida que el núcleo se extraía del manto, el manto nunca se mezcló por completo –explica Jackson–. Esto es sorprendente porque la formación del núcleo ocurrió inmediatamente después de los grandes impactos de otros objetos tempranos del Sistema Solar que la Tierra experimentó durante su crecimiento, similar al evento de gigante impacto que más tarde formó la Luna. Antes, se pensaba que estos mismos impactos energéticos habrían agitado por completo el manto, mezclando todos sus componentes en un estado uniforme».

Las pruebas irrefutables que condujeron al equipo a su hipótesis provienen de firmas isotópicas de tungsteno y xenón únicas y antiguas que se encuentran en puntos calientes volcánicos, como Hawai.

Aunque se creía que estas plumas se originaron en las regiones más profundas del manto, el origen de estas firmas isotópicas únicas ha sido debatido. El equipo cree que la respuesta está en el comportamiento químico del yodo, el elemento matriz del xenón, a una presión muy alta.

Los isótopos son versiones de elementos con el mismo número de protones, pero diferentes números de neutrones. El isótopo radiactivo de los elementos, como el yodo 129, es inestable. Para ganar estabilidad, el yodo 129 se descompone en xenón-129. Por lo tanto, las firmas isotópicas de xenón en muestras de manto de columnas están directamente relacionadas con el comportamiento del yodo durante el periodo de separación del manto y el manto.

YODO, DISUELTO EN EL NUCLEO A PRESIONES Y TEMPERATURAS ELEVADAS

Usando células de yunque de diamante para recrear las condiciones extremas bajo las cuales se separó el núcleo de la Tierra de su manto, Jackson, Fei y sus colegas Neil Bennett y y Elizabeth Cottrellm de Carnegie, y Zhixue Du, de Smithsonian, determinaron cómo el yodo fue dividido entre el núcleo metálico y el manto de silicato.

También demostraron que si el núcleo naciente se separaba de las regiones más profundas del manto mientras aún crecía, estos bolsillos del manto poseerían la química necesaria para explicar las firmas isotópicas exclusivas de tungsteno y xenón, siempre que estas bolsas permanecieran sin mezclar con el resto del manto hasta el presente.

Bennett subraya:

«El comportamiento clave que identificamos fue que el yodo comienza a disolverse en el núcleo a presiones y temperaturas muy altas. En estas condiciones extremas, el yodo y el hafnio, que se descomponen radiactivamente en xenón y tungsteno, muestran preferencias opuestas de formación de núcleos de metal. Este comportamiento llevaría a las mismas firmas isotópicas únicas ahora asociadas con zonas activas».

Los cálculos del equipo también predicen que las firmas isotópicas de tungsteno y xenón deberían asociarse con densas bolsas del manto.

«Al igual que las chispas de chocolate en la masa de galletas, estos densos bolsillos del manto serían muy difíciles de revivir, y esto puede ser un aspecto crucial para la retención de sus antiguas firmas isotópicas de tungsteno y xenón en la actualidad».

«Aún más emocionante es que hay una creciente evidencia geofísica de que en realidad hay regiones densas de manto que descansan justo por encima del núcleo, llamadas zonas de velocidad ultrabaja y grandes áreas de baja velocidad de ruptura. Este trabajo une estas observaciones –agrega Fei–. La metodología desarrollada aquí también abre nuevas oportunidades para estudiar directamente los procesos de la Tierra profunda».

CONTRIBUYE CON PERIODISTA DIGITAL

QUEREMOS SEGUIR SIENDO UN MEDIO DE COMUNICACIÓN LIBRE

Buscamos personas comprometidas que nos apoyen

COLABORA

Recibe nuestras noticias en tu correo

Lo más leído