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 determinar cómo era el planeta durante los primeros días de la Tierra. Sistema solar.

Pero encontrar evidencia física en la Tierra que confirme estos patrones ha sido un desafío. En un para estudiar publicado el viernes en Progreso cientifico, Los geólogos afirman haber encontrado una firma directa del océano de magma primitivo en un antiguo depósito de basalto en Groenlandia.

La primera Tierra – Esta historia en realidad comienza con La luna. La teoría actual que prevalece 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 bajo el impacto.

«La idea de que la Tierra se haya derretido en gran medida, o incluso completamente derretida, en algún momento de su historia no es ninguna sorpresa». Helen williams, autor principal del estudio y geoquímico de la Universidad de Cambridge, relata Marcha atrás.

“El verdadero enigma es por qué no hay ninguna evidencia geológica de esto.

Por qué esto es importante – La razón por la que es tan difícil encontrar una firma geológica para algo que tiene miles de millones de años en la Tierra es porque es tan tectónicamente activo.

Las rocas superficiales se vuelven a fundir y mezclar constantemente dentro de la Tierra, y simplemente no hay muchos lugares donde las rocas superficiales sean, en estas escalas de tiempo, tan antiguas.

Una excepción a esta regla es una zona llamada Cinturón supracrustal isua dentro Groenlandia. Los depósitos de basalto aquí 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 océano de magma hace mucho tiempo.

“Estoy realmente emocionado de que podamos encontrar evidencia geológica de un proceso en el que hasta ahora solo habíamos pensado teóricamente”, dice Williams.

Qué hay de nuevo – Los investigadores encontraron firmas geoquímicas distintas en Isua que brindan tanto la composición como la información de 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 la 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 la bridgmanita en sí no está allí, estas firmas pueden permanecer. Esto es lo que encontraron los investigadores en Isua.

«… esta es la última pregunta sobre cómo se formó nuestro planeta y por qué es así ahora.

Pero la otra evidencia clave fue el descubrimiento de un isótopo del elemento tungsteno, tungsteno-182. Esto les dice que la firma de bridgmanita debe ser muy, muy antigua. Océano de magma primigenio antiguo.

Esto se debe a que este tungsteno es un producto de la desintegración del hafnio-182, un isótopo elemental común al comienzo de la Tierra (y solo al comienzo de la Tierra). El hafnio-182 se habría desintegrado durante los primeros 45 a 50 millones de años del sistema solar. Encontrar su subproducto, un tungsteno-182 característico, en una roca hoy, «nos dice que ha heredado algo increíblemente primordial», dice Williams.

«Este es un estudio muy interesante que vincula diferentes tipos de geoquímica que antes no se habían vinculado ”. Steve elardo, un científico planetario de la Universidad de Florida que no participó en el estudio, dice Marcha atrás.

“Este tipo de estudios nos ayudan a comprender lo que estaba sucediendo muy temprano en la historia de la Tierra … es la cuestión fundamental de cómo se formó nuestro planeta y por qué es como es ahora. Dice Elardo.

Tener ganas de – Williams no solo está entusiasmada con el océano de magma de la Tierra, es optimista sobre cómo está evolucionando todo su campo.

“Creo que mucha gente, especialmente los escolares, piensa en los geólogos como ancianos de barba blanca que caminan con sandalias y calcetines, y ese ya no es el punto”, dice. «El tema está cambiando, es realmente multidisciplinario ahora y es mucho más diverso que antes».

«De alguna manera, ese es el mensaje más importante», dice. «Los océanos magmáticos son fríos, pero de alguna manera la diversidad es mucho más importante».

Resumen: Se cree que la diferenciación de la Tierra hace unos 4.500 millones de años (Ga) resultó en la cristalización del magma oceánico, la separación cristal-líquido y la formación de depósitos de manto mineralógicamente distintos. Sin embargo, el modelo de magma oceánico sigue siendo difícil de validar debido a la escasez de trazadores geoquímicos de la mineralogía del manto inferior. Las composiciones isotópicas de Fe (δ⁵⁷Fe) antiguas rocas máficas se pueden utilizar para reconstruir la mineralogía de sus regiones originales del manto. Presentamos datos isotópicos de Fe para 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 comparación con los equivalentes modernos y definen fuertes correlaciones con oligoelementos inmóviles en fluidos y anomalías isotópicas de tungsteno (μ¹⁸²W). Los modelos de equilibrio de fase demuestran que estas características pueden explicarse por el derretimiento de un componente de magma acumulativo oceánico en el manto superior. Procesos similares pueden operar hoy en día, como lo demuestra δ⁵⁷Fe y μ¹⁸²W heterogeneidad de los basaltos oceánicos modernos.