Los científicos revelan el antiguo 'aliento' de la Tierra

El estudio, dirigido por investigadores de la Universidad de Portsmouth y la Universidad de Montpellier, arroja nueva luz sobre la evolución de la vida en nuestro planeta y el aumento del oxígeno atmosférico.

Un evento que preparó la vida en La Tierra

El equipo investigó magmas formados en antiguas zonas de subducción, donde porciones de la corteza terrestre se hunden nuevamente en el manto, a partir de un momento crucial en la historia de la Tierra: el Gran Evento de Oxidación (GOE, por sus siglas en inglés). Este evento, que se estima que ocurrió hace entre 2,1 y 2,4 mil millones de años, fue un período de tiempo en el que los niveles de oxígeno en la atmósfera de la Tierra aumentaron rápidamente y transformaron la vida y el medio ambiente en la Tierra.

Sin embargo, ha habido poca investigación sobre cómo los cambios atmosféricos han dejado su huella en el manto de la Tierra.

El nuevo estudio, publicado en la revista Nature Geoscience, examinó el papel de la tectónica de placas (el proceso mediante el cual la capa exterior de nuestro planeta se mueve y remodela su superficie) en el ciclo y el intercambio de elementos entre la atmósfera, la superficie de la Tierra y el manto profundo. Hasta ahora, eran difíciles de alcanzar métodos fiables para comprender estas interacciones.

Al estudiar los magmas anteriores y posteriores al GOE, el equipo encontró un cambio de magmas reducidos a magmas más oxidados. Esto fue el resultado de la profunda subducción de sedimentos oxidados de las montañas transformados en sedimentos durante la erosión y la erosión que luego se reciclaron en el manto mediante procesos de subducción, lo que revela cómo el reciclaje de sedimentos proporcionó acceso atmosférico al manto.

Este descubrimiento implica que estas "bocanadas" de oxígeno pueden haber cambiado el manto al contribuir a una mayor oxidación del magma calco-alcalino, alterando la composición de la corteza continental y conduciendo a la formación de depósitos minerales en la Tierra.

El autor principal, el Dr. Hugo Moreira de la Universidad de Montpellier e investigador visitante en la Universidad de Portsmouth, afirmó: "Con estos hallazgos, nuestra comprensión del antiguo 'aliento' de la Tierra ha dado un importante salto adelante. No sólo proporciona información crucial sobre la evolución geológica de la Tierra, pero también arroja luz sobre cómo la Tierra profunda y su manto están íntimamente conectados con los cambios atmosféricos y nos proporciona una mejor comprensión de la relación entre los reservorios externos e internos de la Tierra.

"Además, plantea preguntas fascinantes sobre el papel que jugó el oxígeno en la configuración de la historia de nuestro planeta y las condiciones que allanaron el camino para la vida tal como la conocemos".

El equipo de investigación utilizó la línea de luz ID21 en la Instalación Europea de Radiación Sincrotrón en Francia para analizar el estado de azufre en minerales encontrados en cristales de circón de dos mil millones de años de antigüedad del Cinturón Mineiro en Brasil, que actuaron como cápsulas del tiempo, preservando su composición original. Descubrieron que los minerales de magmas que cristalizaron antes del GOE tenían un estado de azufre reducido. Sin embargo, después del GOE, estos se oxidaron más.

El Dr. Moreira dijo: "La fugacidad del oxígeno del manto, en términos simples, es una medida de la capacidad del oxígeno para impulsar reacciones químicas en los magmas y es fundamental para comprender la actividad volcánica y la formación de minerales. Sin embargo, en el pasado, carecíamos de una forma confiable de rastrear los cambios. en este parámetro para partes antiguas de la historia de la Tierra, hasta ahora.

"Proporciona una herramienta poderosa para comprender la relación entre los reservorios externos e internos de la Tierra. La especiación del azufre y la fugacidad del magma son parámetros dinámicos que pueden cambiar a lo largo del viaje de un magma desde la formación hasta la cristalización. Si bien nuestro estudio consideró factores como la presión y la temperatura, se necesitan más análisis. Necesitamos rastrear el 'camino de fugacidad' completo desde la generación del magma hasta la cristalización final".

El coautor Craig Storey, profesor de Geología en la Universidad de Portsmouth, dijo: "Nuestro estudio abre nuevas e interesantes vías de investigación, ofreciendo una comprensión más profunda del pasado antiguo de la Tierra y su profunda conexión con el desarrollo de nuestra atmósfera. Nos permite reflexionar sobre cuestiones sobre la evolución de los tipos de magma a lo largo del tiempo y la intrincada interacción entre las placas tectónicas y los ciclos atmosféricos".

El Dr. Moreira añadió: "A medida que continuamos investigando los misterios de la historia geológica de la Tierra, una cosa es segura: hay mucho más por descubrir bajo la superficie".

En el estudio participaron investigadores de la Universidad de Portsmouth, las Universidades de Brest, Montpellier y la Universidad de la Sorbona (Francia), la Universidad Federal de Ouro Preto y la Universidad de Sao Paulo (Brasil) y la Instalación Europea de Radiación Sincrotrón.

Referencia

Sub-arc mantle fugacity shifted by sediment recycling across the Great Oxidation Event. Hugo Moreira et al. 2023. Nature Geoscience.