Agua a 660 km de profundidad
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El siguiente comunicado de prensa sobre un artículo publicado hoy en la revista Science ha sido emitido por la Universidad Northwestern. La investigación se llevó a cabo, en parte, en la Fuente Nacional de Luz de Sincrotrón del Laboratorio Nacional de Brookhaven del Departamento de Energía de EE.UU.
Sección transversal esquemática del interior de la Tierra. El estudio de Steve Jacobsen y Brandon Schmandt utilizó ondas sísmicas para hallar el magma generado en la base de la zona de transición, a unas 410 millas de profundidad. La deshidratación por fusión en esas condiciones, también observada en los experimentos de alta presión del estudio, sugiere que la zona de transición puede contener océanos de H2O disuelto en roca a alta presión. Estos hallazgos alteran las hipótesis previas sobre la composición de la Tierra.
EVANSTON (Illinois) – Investigadores de la Universidad Northwestern y de la Universidad de Nuevo México han hallado indicios de la existencia de agua en las profundidades de los Estados Unidos por valor de varios océanos. Aunque no en la forma líquida habitual -los ingredientes del agua están ligados a la roca en las profundidades del manto terrestre-, el descubrimiento podría representar la mayor reserva de agua del planeta.
Depósito de agua de Ringwoodita
El defecto, técnicamente llamado inclusión, parece un ojo de pez: un centro azul intenso rodeado de una neblina blanca. Pero en realidad se trata de una bolsa del mineral ringwoodita a 660 kilómetros de profundidad, en el límite entre el manto superior y el inferior. Es sólo la segunda vez que los científicos encuentran este mineral en un trozo de cristal de esta zona, y la muestra es la única de este tipo que conoce actualmente la ciencia. El último ejemplar fue destruido durante un intento de analizar su composición química.
“Es increíblemente raro tener un diamante superprofundo, y que tenga inclusiones es aún más raro”, afirma Suzette Timmerman, geoquímica del manto y becaria postdoctoral de la Universidad de Alberta, que no participó en el nuevo descubrimiento. Encontrar una inclusión de ringwoodita es aún más alucinante, afirma.
El hallazgo indica que esta zona muy profunda de la Tierra está empapada, con grandes cantidades de agua encerrada en los minerales. Aunque esta agua está ligada químicamente a la estructura de los minerales y no fluye como un océano real, es probable que desempeñe un papel importante en la fusión del manto. Esto, a su vez, afecta a la geología a gran escala, como la tectónica de placas y la actividad volcánica. Por ejemplo, el agua podría contribuir al desarrollo de zonas de afloramiento del manto conocidas como plumas, que son focos de actividad volcánica.
Fragmentos hidroperidotíticos de la discontinuidad de 660 km del manto terrestre muestreados por un diamante
ResumenLa discontinuidad sísmica de 660 km, que es una estructura significativa del manto terrestre, se interpreta generalmente como la transición postespinela, según indica la descomposición de ringwoodita en bridgmanita + ferropericlasa. No obstante, todos los experimentos precisos de alta presión y alta temperatura informan de presiones de transición entre 0,5 y 2 GPa inferiores a las esperadas en la profundidad de la discontinuidad (es decir, 23,4 GPa). Estos resultados son inconsistentes con la hipótesis de transición postespinela y, por tanto, no apoyan los modelos de composición del manto ampliamente aceptados, como los modelos de pirolita y condrita CI. Aquí presentamos nuevos datos experimentales que muestran presiones de transición post-espinela en completa concordancia con la profundidad de discontinuidad de 660 km obtenida por difracción de rayos X in situ de alta resolución en un aparato de alta presión de gran volumen con una presión de muestra estrictamente controlada. Estos datos confirman la aplicabilidad de los modelos predominantes del manto. Deducimos que las presiones aparentemente más bajas de las que informan estudios anteriores son artefactos experimentales debidos a la caída de presión tras el calentamiento. Los presentes resultados indican la necesidad de reinvestigar la posición de los límites de fase mineral del manto obtenidos previamente por difracción de rayos X in situ en aparatos de alta presión-temperatura.
Segundo océano bajo el océano
La zona de transición forma parte del manto terrestre y se sitúa entre el manto inferior y el manto superior, entre 410 y 660 km de profundidad. El manto terrestre, incluida la zona de transición, está formado principalmente por peridotita, una roca ígnea ultramáfica.
El manto se dividió en manto superior, zona de transición y manto inferior como resultado de súbitas discontinuidades de velocidad sísmica a profundidades de entre 410 y 660 km. Se cree que esto ocurrió como resultado de la reorganización de los granos de olivino (que constituye una gran parte de la peridotita) a una profundidad de 410 km, para formar una estructura cristalina más densa como resultado del aumento de la presión al aumentar la profundidad. Por debajo de una profundidad de 660 km, las pruebas sugieren que, debido a los cambios de presión, los minerales de ringwoodita se transforman en dos nuevas fases más densas, la bridgmanita y la periclasa. Esto puede observarse utilizando las ondas de cuerpo de los terremotos, que se convierten, reflejan o refractan en el límite, y predecirse a partir de la física mineral, ya que los cambios de fase dependen de la temperatura y la densidad y, por tanto, de la profundidad.