Resuelven el misterio de la formación y el reciclado de la corteza terrestre

Ciudad de México, 26 de junio de 2020 (Europa Press) - Un equipo de geoquímicos del Laboratorio Nacional de Alto Campo Magnético de la Universidad Estatal de Florida, en Estados Unidos, ha encontrado nuevas pruebas de que la Tierra ha estado produciendo constantemente la corteza desde su formación hace 4.500 millones de años y que parte de ella está hecha de trozos antiguos y resuperficiados, según publican en la revista 'Science Advances'.

Gran parte de lo que sucede debajo de esa capa sigue siendo un misterio, incluido el destino de las secciones de corteza que se desvanecen en la Tierra.

Los investigadores han proporcionado nuevas pruebas de que, si bien la mayor parte de la corteza terrestre es relativamente nueva, un pequeño porcentaje en realidad está formado por trozos antiguos que se habían hundido hace mucho tiempo en el manto y luego resurgieron.

También han hallado, en función de la cantidad de esa corteza "reciclada", que el planeta ha estado produciendo la corteza de manera consistente desde su formación hace 4.500 millones de años, una imagen que contradice las teorías prevalecientes.

"Al igual que el salmón regresa a sus zonas de desove, parte de la corteza oceánica regresa a su zona de reproducción, las crestas volcánicas donde nace la corteza fresca", explica el coautor Munir Humayun, geoquímico del MagLab y profesor del Departamento de Ciencias de la Tierra, los Océanos y la Atmósfera (EOAS) del estado de Florida.

"Utilizamos una nueva técnica para mostrar que este proceso es esencialmente un bucle cerrado, y que la corteza reciclada se distribuye de forma desigual a lo largo de las crestas", añade.

Además de Humayun, el equipo de investigación incluyó al investigador postdoctoral MagLab autor principal del artículo, y el Director del Grupo de Geoquímica MagLab y el Presidente de EOAS, Vincent Salters.

La corteza oceánica de la Tierra se forma cuando la roca del manto se derrite cerca de las fisuras entre las placas tectónicas a lo largo de las crestas volcánicas submarinas, produciendo basalto.

A medida que se forma una nueva corteza, empuja la corteza más vieja lejos de la cresta hacia los continentes, como una cinta transportadora súper lenta. Eventualmente, alcanza áreas llamadas zonas de subducción, donde es forzado debajo de otra placa y devuelto a la Tierra.

Los científicos han teorizado durante mucho tiempo sobre lo que sucede con la corteza subducida después de ser reabsorbida en el ambiente caliente y de alta presión del manto del planeta.

Podría hundirse más profundamente en el manto y asentarse allí, o elevarse de nuevo a la superficie en penachos, o girar a través del manto como hebras de chocolate en un pastel de mármol.

Parte de ese "chocolate" podría levantarse, volverse a fundir en las crestas del océano medio y formar una roca nueva para otro viaje de servicio de millones de años en el fondo del mar. Esta nueva evidencia apoya la teoría del "pastel de mármol".

Los científicos ya habían visto pistas que apoyaban la teoría. Algunos basaltos recogidos de las crestas del océano medio, llamados basaltos enriquecidos, tienen un mayor porcentaje de ciertos elementos que tienden a filtrarse desde el manto hacia la masa fundida a partir de la cual se forma el basalto, mientras otros, llamados basaltos agotados, tenían niveles mucho más bajos.

Para arrojar más luz sobre el misterio de la corteza que desaparece, el equipo analizó químicamente 500 muestras de basalto recolectadas de 30 regiones de crestas oceánicas. Algunos se enriquecieron, otros se agotaron y otros quedaron en el medio.

Al principio, el equipo descubrió que las proporciones relativas de germanio y silicio eran más bajas en la fusión de la corteza reciclada que en el basalto "virgen" que emerge de la roca de manto derretida.

Entonces desarrollaron una nueva técnica que utilizó esa proporción para identificar una huella química distinta para la corteza subducida. Diseñaron un método preciso para medir esa relación utilizando un espectrómetro de masas en el MagLab.

Luego redujeron los números para ver cómo estas proporciones diferían entre las 30 regiones muestreadas, esperando ver variaciones que arrojarían luz sobre sus orígenes. Al principio, el análisis no reveló nada notable. Preocupado, Shuying Yang, un candidato a doctorado en ese momento, consultó con su asesor.

Humayun sugirió mirar el problema desde un ángulo más amplio: en lugar de comparar basaltos de diferentes regiones, podrían comparar basaltos enriquecidos y agotados.

El equipo detectó relaciones más bajas de germanio a silicio en basaltos enriquecidos, la huella dactilar química de la corteza reciclada, en todas las regiones que tomaron muestras, señalando su extensión de pastel de mármol en todo el manto.

Esencialmente, resolvieron el misterio de la corteza que se desvanece. Profundizando en los patrones que encontraron, los científicos descubrieron más secretos.

Basado en las cantidades de basaltos enriquecidos detectados en las crestas globales del océano medio, el equipo pudo calcular que alrededor del 5 al 6 por ciento del manto de la Tierra está hecho de corteza reciclada, una figura que arroja nueva luz sobre la historia del planeta como una corteza fábrica.

Los científicos sabían que la Tierra produce corteza a unas pocas pulgadas al año. Pero se preguntaban si lo ha hecho tan consistentemente a lo largo de toda su historia.

Su análisis, según Humayun, indica que "las tasas de formación de corteza no pueden haber sido radicalmente diferentes de lo que son hoy, que no es lo que nadie esperaba".