Descubren las muestras de rocas más profundas jamás descubiertas del manto de la Tierra

Una expedición sin precedentes para perforar rocas en el fondo del Océano Atlántico ha brindado a los científicos la mejor visión hasta ahora de cómo podría verse la Tierra debajo de su corteza.

Los investigadores han extraído una muestra casi intacta de 1.268 metros de roca verde parecida al mármol de una región donde el manto de la Tierra, la gruesa capa interna que representa más del 80% de la masa del planeta, ha atravesado el fondo marino (ver “Perforación en aguas profundas”) . Las muestras, descritas el 8 de agosto en Ciencia¹ofrecen información sin precedentes sobre los procesos que conducen a la formación de la corteza.

El buque de perforación oceánico que revolucionó las ciencias de la Tierra está a punto de retirarse

«Teníamos esta historia en la cabeza» sobre cómo debería verse este tipo de roca, pero es completamente diferente cuando «la ves ahí sobre una mesa», dice Natsue Abe, petrólogo de la Agencia de Ciencias Marinas y Terrestres de Japón. tecnologías en Yokohama.

Los resultados de la expedición son un «hito fantástico», afirmó Rosalind Coggon, geóloga marina de la Universidad de Southampton, Reino Unido. “La perforación oceánica proporciona el único acceso a muestras de las profundidades de la Tierra, que son esenciales para comprender la formación y evolución de nuestro planeta. »

Los geocientíficos temen que pasará mucho tiempo antes de que puedan continuar sus estudios a medida que el Programa Internacional de Descubrimiento de Océanos (IODP, por sus siglas en inglés), que duró una década, llega a su fin y Estados Unidos retira su buque insignia de investigación. Resolución JOIDES.

La corteza oceánica, que se encuentra principalmente debajo de los mares de la Tierra en lugar de continentes, está formada principalmente por densas rocas volcánicas llamadas basaltos. Es mucho más delgada y más joven que la corteza continental, porque las rocas se reciclan continuamente por los movimientos de las placas tectónicas.

El basalto se forma cuando el magma asciende a través de fisuras submarinas a lo largo de formaciones llamadas dorsales oceánicas. El magma en sí proviene de un proceso llamado fusión parcial en el manto, que está formado en gran parte por minerales verdes translúcidos ricos en magnesio. A medida que el material del manto aumenta, la presión sobre él disminuye, lo que hace que algunos de estos minerales se fusionen y formen películas microscópicas de magma entre los cristales de roca.

Normalmente, sólo el magma brota hacia el fondo marino. Pero en algunos sitios, la roca del manto también llega a la superficie, donde interactúa con el agua de mar en una reacción llamada serpentinización. Esta reacción cambia la estructura de la roca, dándole una apariencia de mármol y libera diversas sustancias, incluido el hidrógeno.

Fácil de perforar

En mayo de 2023, Resolución JOIDES El 22 de septiembre de 2011, el barco visitó un sitio donde ocurrió este fenómeno: una montaña submarina llamada Macizo Atlantis, ubicada justo al oeste de la dorsal oceánica del Atlántico. El buque, de 143 metros de eslora, está equipado con una grúa de 62 metros de altura para realizar perforaciones submarinas.

Los investigadores a bordo optaron por perforar en Ciudad Perdida, un sitio situado en la vertiente sur del macizo. La región está salpicada de respiraderos hidrotermales donde los microorganismos extremófilos se alimentan del hidrógeno que se escapa.

«Planeábamos perforar sólo 200 metros, porque era la profundidad más profunda que jamás habíamos alcanzado en la roca del manto», dice Johan Lissenberg, petrólogo de la Universidad de Cardiff en el Reino Unido. Pero la perforación resultó sorprendentemente fácil y tres veces más rápida de lo habitual, y recuperó largos cilindros de roca intactos, llamados núcleos. “Así que decidimos continuar”, afirma Lissenberg. El equipo no paró hasta el final de la expedición.

Los investigadores publicaron sus primeros resultados. “Lo que traemos es literalmente lo que se puede hacer en el barco. Un equipo de 30 científicos estudia los núcleos las 24 horas del día durante dos meses y registra los resultados centímetro a centímetro. »

Cuando los científicos observaron en detalle la estructura de la roca, observaron «rasgos oblicuos», una firma indicativa de la teoría predominante de que el magma se separa del manto para convertirse en parte de la corteza, dice Lissenberg. La roca del manto también estaba intercalada con otros tipos de rocas en los núcleos, lo que sugiere que el límite manto-corteza no es tan nítido como normalmente sugieren los datos sismográficos, dice Jessica Warren, geoquímica de la Universidad de Texas en Newark. En conjunto, estos resultados “son esenciales para comprender la formación de placas tectónicas en los océanos”, afirma.

Un futuro incierto

Este viaje coronó una carrera de cuatro décadas para el Resolución JOIDESque la American National Science Foundation (NSF) alquiló a una empresa privada. Pero la NSF anunció que ya no podía permitirse los 72 millones de dólares anuales necesarios para operar el barco después de cumplir con sus obligaciones en virtud del IODP, y que el programa se suspendería. Esto deja a algunos científicos, especialmente a los que están al principio de sus carreras, inseguros sobre el futuro del campo, dice Aled Evans, geólogo marino de la Universidad de Southampton.

El “gran desafío” que queda para los geocientíficos es perforar la capa de basalto y el límite entre la corteza y el manto, la llamada discontinuidad de Mohorovičić o “Moho”. Esto les permitiría acceder a roca del manto intacta que no ha reaccionado con el agua de mar. «Aún no hemos perforado el manto real», afirma Abe. La perforación sorprendentemente fluida de la Ciudad Perdida es un buen augurio para estos futuros intentos, que podrían ser llevados a cabo por el buque de investigación japonés. chikyuella añade. «Las rocas del manto son la parte más común de todo nuestro planeta», explica Evans. “Tomar muestras de ellos nos diría algo fundamental sobre la composición de nuestro planeta. »