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Sabíamos que el interior de la Tierra está caliente, pero ¿qué tan calientes están? Un nuevo estudio encontró que el manto de la Tierra podría subir hasta la friolera de 1410 grados Celsius (2570 grados Fahrenheit), significativamente más de lo que se había estimado previamente.

Edad de la corteza oceánica: la más joven (rojo) se encuentra a lo largo de los centros de expansión, donde partes del manto se elevan para crear una nueva corteza. Créditos: NOAA.

Por una vez, algo es más caliente y no está relacionado con el calentamiento global. El manto terrestre, la capa más gruesa de la Tierra, constituye el 84% del volumen del planeta, y se encuentra entre la corteza terrestre y su núcleo. Debido a su inaccesibilidad, casi todo lo que sabemos al respecto proviene de evidencia indirecta. De hecho, es un testimonio de cuánto ha progresado la geología que pudimos describirla con tanto detalle, pero como suele suceder con la evidencia indirecta, puede ser bastante difícil obtener las cifras exactamente correctas. Ahora, este nuevo estudio encontró que debajo de los océanos de nuestro planeta, el manto podría estar significativamente más caliente de lo que pensábamos: casi 110 grados F (60 grados C). Este cambio podría ayudarnos a comprender mejor los procesos tectónicos y ayudarnos a desarrollar mejores modelos de nuestro planeta.

Tener un manto tan caliente podría significar que el manto es menos viscoso (fluye más fácilmente), lo que podría explicar cómo las placas tectónicas pueden moverse sobre la astenosfera, la capa superior del manto de la Tierra, dijo la investigadora principal del estudio Emily Sarafian, una estudiante de doctorado en el Departamento de Geología y Geofísica en un programa conjunto dirigido por el Instituto Tecnológico de Massachusetts y la Institución Oceanográfica Woods Hole.

Técnicamente, el manto es sólido, pero a efectos geológicos suele comportarse como un fluido. ¿Suena extraño? Bueno, imagina un tarro de miel, que es viscoso. Cuanto más caliente se vuelve, más líquida se vuelve y lo contrario también, la miel fría es bastante sólida.

Si pones miel en el refrigerador durante una hora, apenas fluirá cuando la saques, dijo Sarafian en un correo electrónico a WordsSideKick.com. Si, en cambio, pones miel en la estufa, fluirá muy fácilmente, porque está más caliente.

Entonces, el manto está tan caliente que, en algunos aspectos, actúa como un fluido. Esto es importante porque, según nuestro entendimiento, hay corrientes de convección en el manto que mueven las placas tectónicas (y contribuyen a numerosos procesos geológicos). En otras palabras, algunas partes del manto se calientan y se vuelven menos densas, ascendiendo hacia la superficie. A medida que se mueven, transfieren parte del calor hacia la superficie, donde columnas de magma menos denso rompen las placas en los centros de expansión, creando límites de placas divergentes. En el otro extremo del proceso, algún otro extremo de las placas tectónicas se enfría y se hunde, por lo que a veces se forma una nueva corteza y, a veces, se recicla en el manto, manteniendo un equilibrio.

Representación simplista de las corrientes de convección. Créditos de imagen: Wiki Commons.

Para continuar con la analogía, imagina que las placas tectónicas son como pedazos de galleta sobre la miel. Si la miel (quiero decir, el manto) está más caliente de lo que pensábamos, entonces significa que actúa más como un líquido, y fluye más, por así decirlo. Significa que las corrientes pueden ser más fuertes de lo que pensábamos y las galletas (platos) pueden flotar con menos resistencia, también significa que nuestros modelos actuales pueden necesitar algunos ajustes.

Más caliente que el infierno

Sabíamos muy bien que el manto está caliente, sobran pistas para indicarlo. Por ejemplo, genera la lava caliente que sale de los volcanes submarinos. También conocemos el calor gravitatorio, que quedó cuando la gravedad condensó por primera vez nuestro planeta a partir de los gases y partículas calientes, y quizás lo más significativo, del calor de la desintegración radiactiva. Pero debido a que realmente no podemos sondearlo directamente, nos hemos basado en modelos y experimentos de laboratorio para estimar su temperatura. La única evidencia directa que tenemos es de rocas xenolíticas del manto que fueron sacadas del manto por corrientes de convección y expuestas por la expansión de la dorsal oceánica, pero debido a que esas rocas experimentan procesos que cambian significativamente su estructura y química, los investigadores prefieren crear rocas sintéticas para modelar las condiciones.

Después de crear la roca sintética en el laboratorio, los investigadores la someten a presiones y temperaturas que oscilan alrededor de las del manto y ven a qué temperatura se derrite. Esto se llama la temperatura solidus. El problema de estimar esta temperatura es el agua. Debido a una peculiaridad química, el agua afecta en gran medida la temperatura de solidus de estas rocas. Por lo tanto, estimar el contenido de agua de las rocas es fundamental para determinar la temperatura del solidus.

Otros equipos estaban al tanto de este problema, pero nunca pudieron cuantificar cuánta agua había en sus experimentos porque los granos minerales que crecen durante una ejecución experimental a presiones y temperaturas del manto son demasiado pequeños para medirlos con las técnicas analíticas actuales, dijo Sarafian. . Agregó que los investigadores estaban usando algunas correcciones, agregando un poco de agua adicional a la roca sintética, pero esta corrección era innecesaria, ya que las rocas ya acumulan el agua de la atmósfera.

Encontró la pieza del rompecabezas que faltaba en el olivino, un silicato de magnesio y hierro con granos más grandes, que se puede medir mejor. Así que agregó olivino a la mezcla, lo que le permitió medir el contenido de agua con mayor precisión.

Un hermoso cristal de olivino, no de este estudio. Créditos de la imagen:
Rob Lavinski

Realizamos experimentos de fusión de la misma manera que lo hicieron los científicos anteriores, poniendo una roca sintética a alta presión y temperatura, pero al agregar estos granos a nuestros experimentos, nos estábamos dando un objetivo que era lo suficientemente grande como para analizar el contenido de agua, dijo.

Con la nueva corrección del agua, surgió una temperatura diferente del solidus y una temperatura diferente del manto.

Paul Asimow, profesor de geología y geoquímica en el Instituto de Tecnología de California que no participó en el estudio, complementó la investigación en un comentario adjunto en la revista Science, diciendo que es una corrección apreciable.

Referencia del diario: Emily Sarafian, Glenn A. Gaetani, Erik H. Hauri, Adam R. Sarafian Restricciones experimentales sobre la peridotita sólida húmeda y la temperatura potencial del manto oceánico . Ciencia 03 de marzo de 2017: vol. 355, Número 6328, págs. 942-945.
DOI: 10.1126/ciencia.aaj2165

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