Vlad Krasen
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Las manchas misteriosas en las profundidades del manto de la Tierra podrían ser minerales que se precipitaron de un antiguo océano de magma que se formó en la colisión que también creó la luna..
Estas manchas, llamadas zonas de velocidad ultrabaja, se encuentran muy profundas en el manto, cerca del núcleo de la Tierra. Se conocen solo porque cuando las ondas sísmicas de los terremotos viajan a través de ellos, las ondas disminuyen drásticamente. Esto indica que las manchas son de alguna manera diferentes de otras partes del manto, pero nadie sabe cómo.
Ahora, una nueva investigación sugiere que las manchas podrían ser un mineral rico en óxido de hierro llamado magnesiowüstita. Si es así, su existencia insinuaría un antiguo océano de magma que podría haber existido hace 4.500 millones de años, cuando un gran trozo de roca espacial chocó contra la Tierra, desprendió el material que se convertiría en la luna y posiblemente derritió grandes porciones del planeta. . [En fotos: océano acuoso escondido debajo de la superficie de la Tierra]
"Si uno puede identificar que estos parches contienen una cantidad de magnesiowüstita, eso sería una indicación de que hubo un océano de magma y cristalizó de esta manera donde el óxido rico en hierro precipitó y se hundió hasta la base del manto". dijo la líder del estudio Jennifer Jackson, profesora de física mineral en el Instituto de Tecnología de California.
Manchas extrañas
El manto tiene alrededor de 1.800 millas (2.900 kilómetros) de espesor, y las zonas de velocidad ultrabaja tienen menos de una milla hasta 62 millas (100 km) de espesor y ancho, dijo Jackson. Reducen la velocidad de las ondas sísmicas que viajan a través de ellos del 30 al 50 por ciento.
No es posible estudiar directamente estas extrañas manchas, por lo que Jackson y sus colegas tuvieron que imitar las presiones del manto profundo justo en la superficie de la Tierra. Para averiguar si el mineral magnesiowüstita tiene el tipo de propiedades que se ven en las zonas de velocidad ultrabaja, los investigadores tomaron una pequeña muestra del mineral, la pusieron en una cámara de presión y la exprimieron con fuerza con un par de yunques de diamante. Todo el aparato presurizado es lo suficientemente pequeño como para caber en la palma de una mano.
"A veces diré que llevo la presión del límite del manto central en mi bolsillo", dijo Jackson..
Los investigadores bombardearon la muestra con rayos X desde diferentes ángulos y luego midieron la energía de los rayos X cuando salían de la muestra, buscando cómo las interacciones con la estructura cristalina del mineral los cambiaban..
Bajo presión
Descubrieron que las altas presiones lo cambian todo. A presión atmosférica, dijo Jackson, las ondas que salen de una muestra de magnesiowüstita son siempre las mismas, sin importar en qué dirección viajen a través del cristal. [Fotos: Las formaciones geológicas más extrañas del mundo]
Sin embargo, a presiones de frontera entre el núcleo y el manto, la dirección en que viajan las ondas es muy importante. Puede haber hasta un 60 por ciento de diferencia en la velocidad de una onda que atraviesa el cristal dependiendo de cómo lo atraviese. Una onda transversal que viaja a través del mineral se mueve a un poco menos de 1.8 millas por segundo (3 km / s) en una dirección y un poco más de 3.1 millas por segundo (5 km / s) en otra, dijo Jackson..
La dirección de viaje más rápida para las ondas a presión atmosférica, a lo largo del borde de la estructura cristalina, es la dirección de viaje más lenta para las ondas a presiones de núcleo-manto, dijo. La dirección de viaje más rápida a presiones entre el núcleo y el manto es a través de la cara del cristal en el laboratorio. Estas diferencias en cómo viajan las ondas según la dirección y la estructura cristalina se denominan anisotropías..
¿Qué significa esto para el manto real? Bueno, dijo Jackson, también se han observado anisotropías allí. Nadie ha mirado realmente para ver si las zonas de velocidad ultrabaja los tienen, pero hay razones para pensar que podrían. Si la teoría de enfriamiento-magma-océano es cierta y hay magnesiowüstita en lo profundo del manto, podría ser empujada, aplastada y empujada a una configuración anisotrópica por trozos de corteza oceánica que han sido empujados profundamente en el manto en el proceso de subducción. (La subducción es cuando un trozo de corteza se empuja debajo de otro y se sumerge en el manto, como sucede hoy a lo largo de la costa del noroeste de América del Norte).
"Si podemos buscarlo, sería una buena evidencia para sugerir esta interacción de la subducción de losas antiguas y las zonas de velocidad ultrabaja que contienen este óxido rico en hierro", dijo Jackson..
Ahora, Jackson espera trabajar con sismólogos para ver si las ondas sísmicas que ingresan a zonas de velocidad ultrabaja salen de manera diferente según la dirección del viaje. Si lo hacen, reforzará aún más la hipótesis de magnesiowüstita..
"La presencia de este mineral, formado por la losa, podría darnos una idea del océano de magma de la Tierra y su cristalización", dijo Jackson..
Los investigadores publicaron sus hallazgos en mayo en el Journal of Geophysical Research: Solid Earth..
Nota del editor: este artículo se ha actualizado para corregir una declaración sobre la subducción.
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