La Tierra ha experimentado muchos cambios en su historia de 4.500 millones de años, incluido un cambio para comenzar a incorporar y retener compuestos volátiles de la atmósfera en el manto antes de arrojarlos nuevamente a través de erupciones volcánicas.
Este transporte no pudo haber comenzado mucho antes de hace 2.500 millones de años, según una nueva investigación de la Universidad de Washington en St. Louis, publicada en la edición del 9 de agosto de la revista Naturaleza .
"La vida en la Tierra se preocupa por los cambios en el presupuesto volátil de la superficie", dijo Rita Parai, profesora asistente de geoquímica en Ciencias de la Tierra y Planetarias en Artes y Ciencias y primer autor del estudio. "Y hay una interacción entre lo que ello que estaba haciendo la Tierra profunda y cómo cambió el entorno de la superficie en escalas de tiempo de mil millones de años "
Los volátiles, como el agua, el dióxido de carbono y los gases nobles, salen del manto a través del vulcanismo y pueden inyectarse en el interior de la Tierra desde la atmósfera, un par de procesos llamados desgasificación y registro del manto. El intercambio controla elhabitabilidad del planeta, ya que determina la disponibilidad de la superficie de compuestos que son críticos para la vida, como el carbono, el nitrógeno y el agua.
El nuevo modelo presentado por Parai y su colaborador Sujoy Mukhopadhyay, de la Universidad de California, Davis, también establece un rango de fechas durante las cuales la Tierra cambió de un régimen de desgasificación neta - de nuevo, piense en esos volcanes voluminosos - a unoque inclinó la balanza hacia el registro neto potencialmente habilitado por la subducción, la acción de la cinta transportadora de las placas tectónicas.
Las propiedades mecánicas cambian a medida que se agrega o elimina agua del manto, por lo que el inicio del cambio tuvo un efecto importante en el batido interno del manto, conocido como convección, que controla los movimientos de las placas en la superficie, dijo Parai.
Parai usa gases nobles para responder preguntas sobre cómo se forman y evolucionan los cuerpos planetarios con el tiempo. En esta nueva investigación, modeló el destino y el transporte de compuestos volátiles al manto de la Tierra utilizando isótopos de xenón como trazadores.
"El xenón es un excelente marcador volátil, porque todos los minerales que transportan agua también transportan xenón", dijo Parai. "Entonces, si el registro de xenón fue insignificante, el registro de agua también debe haber sido insignificante durante el Arcaico hace 4 mil millones a 2,5 mil millones de años "
El registro sustancial comenzó en algún momento entre unos cientos de millones y 2.500 millones de años atrás, encontraron los investigadores.
Si la tectónica de placas y la subducción comenzaron antes de hace 2.500 millones de años, entonces quizás para entonces el interior de la Tierra se haya enfriado lo suficiente como para que los volátiles permanezcan en las placas de subducción, en lugar de liberarse y volver a filtrarse a la superficie a través del magmatismo, sugiere Parai.
"La mayoría de la gente rara vez tiene la oportunidad de pensar en los volátiles atrapados en el interior de la Tierra", dijo Parai. "Están presentes en bajas concentraciones, pero el manto es enorme en términos de masa. Entonces, para el presupuesto volátil total de la Tierra,el manto es un depósito importante "
Ella planea enfocar su investigación futura en superar los límites de precisión en las mediciones isotópicas de xenón en una variedad de muestras geológicas.
"Mientras más restricciones de observación tengamos, mejor", dijo.
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Materiales proporcionado por Universidad de Washington en St. Louis . Original escrito por Talia Ogliore. Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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