Un nuevo estudio desacredita la teoría del granate para la corteza continental baja en hierro de la Tierra

La discrepancia de densidad y flotabilidad ha demostrado ser una de las principales razones por las que las placas continentales de la Tierra siempre salen ganando cuando se encuentran con placas oceánicas en zonas de subducción | Imagen representativa de tawatchai07 en Freepik

Una nueva investigación ha demostrado que la química oxidada y empobrecida en hierro típica de la corteza continental de la Tierra probablemente no se derivó de la cristalización del mineral granate, una explicación popular propuesta en 2018.

El bajo contenido de hierro de la corteza continental de la Tierra, en comparación con la corteza oceánica, ha hecho que el continente sea menos denso y más flotante, lo que ha provocado que las placas continentales se asienten más arriba en el manto del planeta que las placas oceánicas, lo que hace posible la vida en la Tierra en la actualidad.

Placas continentales y oceánicas

Se ha encontrado que la discrepancia de densidad y flotabilidad es una de las razones principales por las que los continentes exhiben tierra seca mientras que las cortezas oceánicas están bajo el agua, así como la razón por la cual las placas continentales siempre emergen en la parte inferior arriba cuando se encuentran con placas oceánicas en zonas de subducción, donde un borde de una placa de la corteza se fuerza lateralmente y hacia abajo en el manto debajo de otra placa.

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Este estudio del Smithsonian National Museum of Natural History, EE. UU., publicado en la revista Cienciadijo que los hallazgos profundizaron la comprensión de la corteza terrestre al probar y, en última instancia, eliminar una hipótesis popular sobre por qué la corteza continental tiene menos hierro y está más oxidada en comparación con la corteza oceánica.

Elizabeth Cottrell, geóloga investigadora y curadora de rocas en el Museo Nacional Smithsonian de Historia Natural, dijo que había un aspecto de la explicación del granate que no le sentaba bien.

“Se necesita alta presión para que el granate se estabilice, y se encuentra este magma con bajo contenido de hierro en lugares donde la corteza no es tan gruesa y la presión no es muy alta”, dijo.

Prueba Granate Explicación

En 2018, Cottrell y sus colegas se propusieron probar la explicación del granate. Una combinación de prensas de pistón y cilindro y un conjunto de calentadores que rodeaban la muestra de roca permitió que sus experimentos alcanzaran presiones y temperaturas muy altas que se encuentran debajo de los volcanes.

En 13 experimentos diferentes, Cottrell y su equipo cultivaron muestras de granate de roca fundida dentro de la prensa de pistón-cilindro. La presión utilizada en los experimentos osciló entre 1,5 y 3 gigapascales, o unas 8.000 veces más presión que dentro de una lata de refresco. Las temperaturas oscilaron entre 950 y 1230 grados centígrados, lo suficientemente calientes como para derretir rocas.

Luego, el equipo recolectó granates de la Colección Nacional de Rocas Smithsonian y otros investigadores de todo el mundo, que ya habían sido analizados por sus concentraciones de hierro oxidado y no oxidado. Estas muestras se utilizarían con fines de calibración.

Las concentraciones de hierro oxidado y no oxidado en las muestras cultivadas de granate se midieron mediante espectroscopía de absorción de rayos X, que reveló la estructura y composición de los materiales en función de qué tan bien absorbieron los rayos X. Esto se realizó en Argonne del Departamento de Energía de EE. UU. Laboratorio Nacional en Illinois.

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un retraso

Los resultados de estas pruebas revelaron que los granates no habían incorporado suficiente hierro no oxidado de las muestras de roca para dar cuenta de los niveles de agotamiento y oxidación del hierro presentes en los magmas, que son los componentes básicos de la corteza terrestre.

“Estos resultados hacen que el modelo de cristalización del granate sea una explicación extremadamente improbable de por qué los magmas de los volcanes de arco continental se oxidan y se agotan en hierro”, dijo Cottrell.

“Es más probable que las condiciones en el manto de la Tierra debajo de la corteza continental estén creando estas condiciones oxidadas”, dijo Cottrell.

(Con aportes de la Agencia)