Científicos han recuperado la primera sección larga de rocas que se originaron en el manto terrestre, la capa debajo de la corteza y el componente más grande del planeta. Según el equipo, las rocas ayudarán a desentrañar el papel del manto en los orígenes de la vida en la Tierra, la actividad volcánica generada cuando se funde y cómo impulsa los ciclos globales de elementos importantes como el carbono y el hidrógeno.
Los casi continuos 1268 metros de roca del manto fueron recuperados de una «ventana tectónica», una sección del fondo marino donde las rocas del manto quedaron expuestas a lo largo de la Dorsal Mesoatlántica, durante la Expedición 399 «Bloques de Construcción de la Vida, Macizo Atlantis» del buque de perforación oceánica JOIDES Resolution en la primavera de 2023.
Con intentos que se remontan a principios de la década de 1960, la recuperación fue un logro récord liderado por el Programa Internacional de Descubrimiento Oceánico, un consorcio internacional de investigación marina con más de 20 países que recupera núcleos—muestras cilíndricas de sedimentos y rocas—del fondo oceánico para estudiar la historia de la Tierra.
Desde entonces, el equipo de la expedición ha estado compilando un inventario de las rocas del manto recuperadas para entender su composición, estructura y contexto. Sus hallazgos, presentados en la revista Science, revelan una historia de fusión más extensa en las rocas recuperadas de lo esperado.
El autor principal, el Profesor Johan Lissenberg de la Escuela de Ciencias de la Tierra y Ambientales de la Universidad de Cardiff, dijo: Cuando recuperamos las rocas el año pasado, fue un gran logro en la historia de las ciencias de la Tierra, pero más allá de eso, su valor radica en lo que los núcleos de rocas del manto podrían decirnos sobre la composición y evolución de nuestro planeta.
Nuestro estudio comienza a examinar la composición del manto documentando la mineralogía de las rocas recuperadas, así como su composición química. Nuestros resultados difieren de lo que esperábamos. Hay mucho menos del mineral piroxeno en las rocas, y las rocas tienen concentraciones muy altas de magnesio, ambos resultados de cantidades de fusión mucho más altas de lo que habríamos predicho.
Esta fusión ocurrió cuando el manto ascendió desde las partes más profundas de la Tierra hacia la superficie. Los resultados de un análisis más detallado de este proceso podrían tener importantes implicaciones para la comprensión de cómo se forma el magma y conduce al vulcanismo, afirman los investigadores.
También encontramos canales a través de los cuales el magma se transportó a través del manto, por lo que podemos rastrear el destino del magma después de que se forma y asciende hacia la superficie terrestre. Esto es importante porque nos dice cómo se funde el manto y alimenta los volcanes, particularmente aquellos en el fondo oceánico que representan la mayoría del vulcanismo en la Tierra. Tener acceso a estas rocas del manto nos permitirá hacer la conexión entre los volcanes y la fuente última de sus magmas.
El estudio también proporciona resultados iniciales sobre cómo la olivina, un mineral abundante en las rocas del manto, reacciona con el agua de mar, lo que lleva a una serie de reacciones químicas que producen hidrógeno y otras moléculas que pueden alimentar la vida. Los científicos creen que este podría haber sido uno de los procesos fundamentales en el origen de la vida en la Tierra.
La Dra. Susan Q Lang, científica asociada en Geología y Geofísica en la Institución Oceanográfica Woods Hole, quien fue co-jefa científica de la expedición y parte de un equipo que continúa analizando muestras de rocas y fluidos, dijo: Las rocas que estaban presentes en la Tierra primitiva se parecen más a las que recuperamos durante esta expedición que a las rocas más comunes que conforman nuestros continentes hoy en día. Analizarlas nos da una visión crítica de los ambientes químicos y físicos que habrían estado presentes al principio de la historia de la Tierra, y que podrían haber proporcionado una fuente constante de combustible y condiciones favorables durante largos períodos de tiempo geológicos para haber albergado las primeras formas de vida.
El equipo internacional de más de 30 científicos de la expedición del JOIDES Resolution continuará su investigación sobre los núcleos de perforación recuperados para abordar una amplia gama de problemas. El Dr. Andrew McCaig, Profesor Asociado en la Escuela de Tierra y Medio Ambiente de la Universidad de Leeds, quien fue el principal proponente de la Expedición 399 y co-jefe científico de la Expedición, agregó: Todos los involucrados en la Expedición 399, comenzando con la primera propuesta en 2018, pueden estar orgullosos de los logros documentados en este artículo. Nuestro nuevo pozo profundo será una sección de referencia durante décadas en disciplinas tan diversas como los procesos de fusión en el manto, el intercambio químico entre rocas y océano, la geoquímica orgánica y la microbiología. Todos los datos de la expedición estarán completamente disponibles, un ejemplo de cómo debería llevarse a cabo la ciencia internacional.
FUENTES
Woods Hole Oceanographic Institution
C. Johan Lissenberg et al., A long section of serpentinized depleted mantle peridotite. Science385, 623-629(2024). DOI:10.1126/science.adp1058
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