La Singularidad Desnuda

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Platino extraterrestre, mezclado, no agitado

Posted by Carlos en agosto 4, 2009

Cuando intentamos visualizar el remoto pasado de la Tierra y su intensa actividad geológica solemos acudir a una imagen mental de paisajes volcánicos, con grandes erupciones, lluvias de ceniza, lagos de lava, etc. Naturalmente esta imagen la construimos a partir de nuestra experiencia en las erupciones de hoy en día, por ejemplo las de los volcanes hawaianos cuya lava es sumamente fluida. Sin embargo, esta imagen no hace justicia a las características aún más extremas que la lava exhibía durante el Arcaico.

Flujo de lava del Puʻu ʻŌʻō, en el Kilauea (hawai). Credit: United States Geological Survey

Flujo de lava del Puʻu ʻŌʻō, en el Kilauea (Hawai). Credit: United States Geological Survey

Se estima que el manto terrestre tenía en el Arcaico (hace de 3.8 a 2.5 Ga; 1 Ga = 109 años) una temperatura superior a la actual en unos 500ºC debido al calor residual de la acreción terrestre y de la mayor abundancia de elementos radiactivos. Estas condiciones resultaban en la formación de magmas diferentes al basáltico común. Rocas ígneas como la komatita -cuyo punto de fusión supera los 1600ºC, frente a los aproximadamente 1200ºC de las lavas basálticas- daban lugar a extraordinarias inundaciones de lava. Y es que la komatita fundida se comporta como un fluido supercrítico (denso como la roca, viscoso como un gas, sin apenas tensión superficial): se desplazaría por la superficie sin apenas resistencia, pudiendo formar hilos fluidos de sólo 1 cm de tamaño.

Kilauea eruption

Credit: United States Geological Survey

Dado el cambio de las condiciones del manto, estas rocas son hoy en día muy extrañas y sólo se  encuentran en coladas de lava del periodo Arcaico. Su estudio es pues importante en tanto que pueden arrojar información de gran interés en relación a la composición y actividad del manto en aquella época. Más aún, hay un interés económico, ya que estas rocas se asocian con depósitos de oro y níquel. Precisamente un proyecto de investigación industrial relativo a los depósitos de níquel ha dado lugar de resultas del análisis de las komatitas a un importante descubrimiento en relación a la dinámica del manto. Este proyecto se basa en el estudio del platino como guía para localizar al níquel. Para ello han analizado komatitas para analizar su contenido en platino, y ahí es donde ha llegado el hallazgo.

Micrografía de una komatita. Las placas paralelas que se aprecian dan lugar a lo que se conoce como "textura spinifex". Credit: CSIRO, Australia

Micrografía de una komatita. Las placas paralelas que se aprecian dan lugar a lo que se conoce como "textura spinifex". Credit: CSIRO, Australia

El análisis de komatitas del Paleoarcaico (hace de 3.6 a 3.2 Ga) indica que su contenido en platino es muy pobre, debido a éste se precipito al núcleo terrestre durante su formación. Sin embargo, el análisis de komatitas del Neoarcaico (concretamente de hace 2.7-2.9 Ga) y del Paleoproterozoico (2.0-2.5 Ga en este caso) indica un incremento gradual en el contenido de platino. ¿Y de dónde proviene dicho platino? Del material meteorítico que llegó a la Tierra durante el último bombardeo intenso, hace 3.8 a 4.1 Ga (esto es, durante el Hadeico). Este material formó una lámina superficial que luego sería arrastrada y mezclada con el manto debido a procesos de convección a gran escala durante 1 500 millones de años.

Estas conclusiones has sido presentadas por Wolfgang D. Maier y 6 colaboradores -de la University of Western Australia y otras 7 instituciones- en un trabajo titulado

recién aparecido en Nature. Los autores citan la determinación de la escala temporal del proceso como una de las principales contribuciones del trabajo, y apuntan a su utilidad para una mejor comprensión de los procesos del manto.

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El mineral clave para que la Tierra sea el Planeta Azul

Posted by Carlos en septiembre 28, 2007

En más de una ocasión hemos hablado de Marte como un mundo geológicamente muerto, y cómo esto supone una traba importante a la hora de que se pueda desarrollar vida en él. La actividad geológica es fundamental a la hora de reciclar materiales, y juega un papel crucial a la hora de renovar la atmósfera gracias a las emisiones gaseosas del interior planetario. La Tierra es un buen ejemplo de ello. La presencia de agua y oxígeno en la superficie terrestre se produce gracias a la convección del manto, y a un interesante proceso mediante el que el oxígeno presente en el interior de la Tierra emerge al exterior. Dicho proceso ha sido estudiado por Arno Rohrbach y colaboradores, de la Universidad de Bonn y otras cinco instituciones distintas, en un trabajo titulado

publicado en Nature. A grandes rasgos, el proceso que nos interesa comienza cuando el material superficial se hunde en las profundidades terrestres en las zonas de subducción. En su camino hacia el interior de la Tierra arrastran consigo oxígeno en forma de óxido de hierro que representa alrededor de un 8% de la composición del manto. En el interior del manto el óxido de hierro sufre diferentes transformaciones debido a la extrema temperatura y presión (miles de grados y más de 1 millón de atmósferas en el manto inferior). A grandes profundidades el óxido de hierro se transforma en ferropireclasa, pero a profundidades menores -por encima de la zona de transición entre el manto inferior y el superior- se transforma en majorita. Este mineral puede considerarse en cierta medida un almacén de oxígeno, ya que a medida que la convección lo traslada de nuevo hacia la superficie, se vuelve inestable ante la baja presión, y libera el oxígeno. Parte de este oxígeno se incorpora directamente a la atmósfera, y parte se combina con el hidrógeno que emana constantemente del interior de la Tierra, dando lugar a vapor de agua.

Majorita (credit: Joseph Smyth)
Credit: Joseph Smyth, University of Colorado

Sin la existencia de este proceso de renovación atmosférica y reciclado de materiales, la Tierra pronto devendría en un planeta seco y pobre en oxígeno atmosférico como Marte. De hecho, el tamaño comparativo de ambos planetas juega aquí un papel importante, ya que al ser la Tierra un planeta mayor, también lo son las presiones y temperaturas interiores, es posible la formación de este tipo de minerales, y durante más tiempo se puede mantener el proceso de convección. En este sentido, es destacable que mientras el contenido en óxido de hierro del manto terrestre roza el 8%, en Marte llega al 18%. Por las mismas causas se produce otro hecho fundamental: el campo magnético que protege a la Tierra de la radiación cósmica, campo que es originado por la existencia de un núcleo metálico cuya capa externa es líquida. Las características de presión y temperatura en el interior de la Tierra, unidas a la precipitación de hierro desde el manto son responsables de ello.

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