Un equipo internacional ha comenzado a investigar el papel del manto en el sustento de la vida en la Tierra, estimulando la actividad volcánica e influyendo en los ciclos globales.

Los científicos han recuperado con éxito el primer fragmento largo de roca que se originó en el manto terrestre, la capa debajo de la corteza y el componente más grande del planeta. Se espera que estas rocas arrojen luz sobre el papel del manto en el origen de la vida en la Tierra, la actividad volcánica que se produce cuando se derrite y su impacto en los ciclos globales de elementos vitales como el carbono y el hidrógeno, según la investigación. equipo.

Se extrajeron 1.268 m (4.160 pies) de roca del manto casi continua de una «ventana tectónica», una sección del fondo marino donde las rocas del manto quedaron expuestas a lo largo de la Cordillera del Atlántico Medio, durante los «Bloques de construcción de la vida, Macizo de la Atlántida» de la Expedición 399. Para perforar un barco en el océano. Decisión de Guedes En la primavera de 2023.

Con intentos que se remontan a principios de la década de 1960, la extracción fue un logro récord liderado por el Programa Internacional de Descubrimiento de Océanos, un consorcio internacional de investigación marina formado por más de dos docenas de países que recupera muestras cilíndricas de sedimentos y rocas del fondo del océano para estudiarlas. La historia de la Tierra.

Los investigadores dicen que las rocas extraídas del manto son más similares a las encontradas en la Tierra primitiva y no a las rocas más comunes que forman nuestros continentes hoy. Crédito de la imagen: Profesor Johan Lisenberg.

Análisis de rocas recuperadas.

Desde entonces, el equipo de la misión ha elaborado un inventario de las rocas exhumadas del manto para comprender su composición, estructura y contexto.

Sus resultados fueron presentados en la revista. cienciasEste estudio revela una historia de disolución en las rocas recuperadas más larga de lo esperado.

El autor principal, el profesor Johan Lisenberg, de la Facultad de Ciencias de la Tierra y el Medio Ambiente de la Universidad de Cardiff, dijo: «Cuando recuperamos las rocas el año pasado, fue un gran avance en la historia de las ciencias de la Tierra, pero lo más importante es que su valor radica en los núcleos de rocas del manto. puede informarnos sobre la formación y evolución de nuestro planeta». Nuestro estudio comienza observando la composición del manto documentando los minerales encontrados en las rocas recuperadas, así como su composición química. Hay mucho menos piroxeno en las rocas, y las rocas contienen concentraciones muy altas de magnesio, los cuales resultan de cantidades mucho más altas de lo que esperábamos”.

El profesor Johan Lissenberg (izquierda) y sus colegas analizan núcleos recuperados de una «ventana tectónica» en la Cordillera del Atlántico Medio. Crédito de la imagen: Leslie Anderson, Exp. 399, JRSO_IODP

Este derretimiento se produjo cuando el manto se elevó desde las partes profundas de la Tierra hacia la superficie.

Los investigadores afirman que los resultados de un análisis más detallado de este proceso pueden tener implicaciones importantes para comprender cómo se forma el magma y cómo conduce a la actividad volcánica.

“También encontramos canales a través de los cuales se transportaba el magma a través del manto y, por lo tanto, pudimos rastrear el destino del magma después de que se formó y se trasladó a la superficie de la Tierra. Esto es importante porque nos dice cómo se derrite el manto y alimenta a los volcanes, especialmente. aquellos en el fondo del océano que representan la mayor parte de la actividad volcánica en la Tierra». «El acceso a estas rocas del manto nos permitirá establecer el vínculo entre los volcanes y la fuente última de magma».

Posible vínculo con el origen de la vida.

El estudio también proporciona resultados preliminares sobre cómo el peridoto, un mineral abundante en las rocas del manto, interactúa con el agua de mar, desencadenando una serie de reacciones químicas que producen hidrógeno y otras moléculas que pueden alimentar la vida.

Los científicos creen que este pudo haber sido uno de los procesos fundamentales en el origen de la vida en la Tierra.

«Las rocas que existieron en la Tierra primitiva son muy similares a las que existieron en la Tierra», dijo la Dra. Susan Q. Lange, científica asociada en geología y geofísica del Instituto Oceanográfico Woods Hole, quien fue cocientífica en la misión y parte de un equipo que continúa analizando muestras de rocas y fluidos. Durante esta expedición las recuperamos de las rocas más comunes que hoy conforman nuestros continentes.

La expedición 399 «Bloques de construcción de la vida, el bloque Atlantis» del barco de perforación oceánica JOIDES Resolución recuperó 1.268 metros de roca del manto casi continua en la primavera de 2023. Copyright: Thomas Runge (Expedición 399, JRSO_IODP)

«El análisis de estos datos nos brinda una visión crítica de los ambientes químicos y físicos que existieron temprano en la historia de la Tierra, y que pueden haber proporcionado una fuente constante de combustible y condiciones favorables durante largas escalas de tiempo geológico para albergar las primeras formas de vida».

El equipo internacional de más de 30 científicos de la misión JOIDES Resolución continuará su investigación sobre las muestras de cráter recuperadas 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 proponente de la Expedición 399 y científico codirector de la misión, agregó: “Todos los involucrados en la Expedición 399, comenzando con la primera propuesta. en 2018, podemos estar orgullosos de los logros documentados en este artículo”. “Nuestro nuevo agujero profundo será una sección innovadora durante las próximas décadas en disciplinas tan diversas como los procesos de fusión del manto, el intercambio químico entre las rocas y el océano y la geoquímica orgánica”. y microbiología. Todos los datos de la misión estarán completamente disponibles y son un modelo de cómo se debe hacer la ciencia internacional”.

Referencia: “Sección larga de peridotita empobrecida serpentinizada” por C. Johan Lissenberg, Andrew M. McCaig, Susan Q. Lange, Peter Blum, Natsuo Abe, William J. Brazelton, Remy Coltat, Jeremy R. Decanos, Christine L. Dickerson, Margaret Godard, Barbara E. John, Frieder Klein, Rebecca Cohen, Kuan-Yu Lin, Haiyang Liu, Ethan L. López, Toshio Nozaka, Andrew J. Parsons, Vamdev Pathak, Mark K. Regan, Jordyn A. Rubary, Evan B. Savov, Esther M. Schwarzenbach, Olivier J. Sisman, Gordon Southam, Fengping Wang, C. Jeffrey Witt, Leslie Anderson y Sarah Treadwell, 8 de agosto de 2024, ciencias.
DOI: 10.1126/ciencia.adp1058