Los científicos han recuperado la primera sección larga de rocas que se originaron en el manto de la Tierra, la capa debajo de la corteza y el componente más grande del planeta.
por el Instituto Oceanográfico Woods Hole
Las rocas ayudarán a desentrañar el papel del manto en los orígenes de la vida en la Tierra, la actividad volcánica generada cuando se derrite y cómo impulsa los ciclos globales de elementos importantes como el carbono y el hidrógeno, según el equipo.
Los 1.268 metros casi continuos de roca del manto se recuperaron de una «ventana tectónica», una sección del lecho marino donde las rocas del manto estaban expuestas a lo largo de la cordillera mesoatlántica, durante la Expedición 399 «Bloques de construcción de la vida, Macizo de la Atlántida» 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 de los Océanos, un consorcio internacional de investigación marina de más de 20 países que recupera núcleos (muestras cilíndricas de sedimentos y rocas) del fondo del océano 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 comprender su composición, estructura y contexto.
Su artículo, » Una larga sección de peridotita de manto empobrecida serpentinizada «, publicado en Science , revela una historia de fusión en las rocas recuperadas más extensa de lo esperado.
El autor principal, el profesor Johan Lissenberg, de la Facultad de Ciencias de la Tierra y del Medio Ambiente de la Universidad de Cardiff, dijo: «Cuando recuperamos las rocas el año pasado, fue un logro importante en la historia de las ciencias de la Tierra, pero, más que eso, su valor está en lo que los núcleos de las rocas del manto podrían decirnos sobre la composición y la evolución de nuestro planeta.
«Nuestro estudio comienza a analizar 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 mucho mayores de fusión de lo que hubiéramos previsto».
Esta fusión se produjo a medida que el manto se elevaba desde las partes más profundas de la Tierra hacia la superficie.
Los resultados de un análisis más profundo de este proceso podrían tener implicaciones importantes para la comprensión de cómo se forma el magma y conduce al vulcanismo, afirman los investigadores.
«También encontramos canales a través de los cuales se transportaba el material fundido a través del manto, por lo que podemos rastrear el destino del magma después de formarse y viajar hacia la superficie de la Tierra.
«Esto es importante porque nos dice cómo se derrite el manto y alimenta a los volcanes, en particular a los que se encuentran en el fondo del océano y que son responsables de la mayor parte del vulcanismo en la Tierra. Tener acceso a estas rocas del manto nos permitirá establecer la conexión entre los volcanes y la fuente última de sus magmas».
El estudio también proporciona resultados iniciales sobre cómo el olivino, un mineral abundante en las rocas del manto, reacciona con el agua de mar, dando lugar a una serie de reacciones químicas que producen hidrógeno y otras moléculas que pueden alimentar la vida.
Los científicos creen que éste 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 codirectora 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 las rocas más comunes que forman nuestros continentes actuales.
«Analizarlos nos da una visión crítica de los entornos químicos y físicos que habrían estado presentes en los inicios de la historia de la Tierra y que podrían haber proporcionado una fuente constante de combustible y condiciones favorables durante períodos de tiempo geológicos largos para haber albergado las primeras formas de vida».
El equipo internacional de más de 30 científicos de la expedición JOIDES Resolution continuará sus investigaciones sobre los núcleos de perforación recuperados para abordar una amplia gama de problemas.
El Dr. Andrew McCaig, profesor asociado de la Escuela de Tierra y Medio Ambiente de la Universidad de Leeds, quien fue el principal promotor de la Expedición 399 y codirector 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 documento.
«Nuestro nuevo pozo profundo será un ejemplo para las próximas décadas en disciplinas tan diversas como los procesos de fusión del manto, el intercambio químico entre las rocas y el océano, la geoquímica orgánica y la microbiología. Todos los datos de la expedición estarán completamente disponibles, un ejemplo de cómo debe llevarse a cabo la ciencia a nivel internacional».
Más información: C. Johan Lissenberg, A long section of serpentinized depleted mantle peridotite, Science (2024). DOI: 10.1126/science.adp1058 . www.science.org/doi/10.1126/science.adp1058
