An ancient, deep, and ultra-depleted mantle domain beneath the northern Atlantic Ocean
Este estudio identifica un dominio mantélico antiguo y ultraempobrecido bajo el norte del Océano Atlántico, caracterizado por una extracción de fundido de alto grado a grandes profundidades, el cual los autores proponen que representa residuos preservados de antiguas plumas mantélicas que contribuyen a la estructura composicional a gran escala de la Tierra.
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Mucho más allá de la superficie de la Tierra yace un océano de roca en constante agitación, más caliente que la superficie del sol, pero lo suficientemente sólida como para cargar con los continentes sobre su espalda. Este es el manto, una capa que se ha estado separando lentamente en diferentes familias químicas durante miles de millones de años. A medida que el planeta se enfriaba y se diferenciaba, empujó los materiales más ligeros hacia arriba para formar la corteza sobre la que caminamos, dejando atrás un residuo más pesado y más agotado en las profundidades. Durante décadas, los científicos han sabido que este manto sobrante no es uniforme. Han trazado una división amplia: el manto bajo el Océano Pacífico tiende a ser químicamente "empobrecido", lo que significa que ya ha entregado gran parte de sus ingredientes fáciles de fundir, mientras que el manto bajo África y el Océano Índico es "enriquecido", conservando más de esos componentes volátiles. Pero una pieza crucial del rompecabezas seguía faltando. Mientras que el lado enriquecido había sido bien estudiado, la naturaleza y el origen de los bolsillos de manto más extremos y más agotados seguían siendo un misterio.
Un nuevo estudio de Feng Xu y sus colegas finalmente ha localizado uno de estos bolsillos extremos, revelando un vasto y antiguo dominio oculto bajo el Océano Atlántico Norte. Al analizar las huellas químicas de las rocas traídas a la superficie por volcanes y dorsales oceánicas, los investigadores identificaron una región que es mucho más empobrecida que cualquier otra vista anteriormente. Este no es solo un parche de roca ligeramente cansado; es un dominio ultra-empobrecido, un lugar donde el manto ha sido despojado de sus minerales hasta un grado extremo. El equipo descubrió que las rocas de esta región poseen una firma química única, específicamente en la forma en que se comportan sus isótopos de hafnio y neodimio, lo que las distingue del manto empobrecido del Pacífico y del manto enriquecido del sur.
Para entender cómo sucedió esto, los investigadores tuvieron que mirar hacia atrás en el tiempo. Construyeron un modelo estadístico para simular cómo el manto se funde y cambia a lo largo de miles de millones de años. Su trabajo sugiere que las rocas ultra-empobrecidas bajo el Atlántico Norte se formaron mediante un evento de fusión masivo y de alta temperatura que ocurrió hace al menos 800 millones de años. Crucialmente, esta fusión ocurrió mucho más profundo que la fusión normal que ocurre hoy en las dorsales oceánicas. Probablemente tuvo lugar en presencia de una gigante pluma mantélica, una columna de roca caliente que asciende desde las profundidades de la Tierra, la cual despojó al manto de sus minerales de forma tan minuciosa que la roca restante se volvió increíblemente ligera y boyante.
El estudio descarta explícitamente otras posibilidades para el origen de estas rocas. Los investigadores argumentan que este dominio no fue formado por los procesos normales de fusión superficial que crean el manto empobrecido del Pacífico, ni fue simplemente un resultado de la ruptura de continentes o del reciclaje de la corteza superficial. La evidencia química muestra que las rocas del Atlántico Norte son distintas de las formadas durante la apertura de la cuenca oceánica en los últimos 55 millones de años. En cambio, los datos apuntan a una historia mucho más antigua. El modelo indica que, tras este antiguo y profundo evento de fusión, estos bloques ultra-empobrecidos se hundieron hacia el manto inferior, donde permanecieron preservados durante cientos de millones de años.
La historia de cómo estas rocas regresaron a la superficie es tan dramática como su formación. El estudio propone que durante los últimos 50 millones de años, nuevas plumas mantélicas ascendieron desde las profundidades de la Tierra, específicamente bajo Islandia y las Azores. A medida que estas plumas subían, recogían los antiguos bloques ultra-empobrecidos que habían estado esperando en el manto inferior. Estos fragmentos antiguos fueron transportados hacia arriba y erupcionaron como lava, trayendo la historia de los tiempos profundos de la Tierra a la superficie. Este descubrimiento cambia nuestra comprensión de la estructura interna del planeta, sugiriendo que el manto no es solo una mezcla de materiales superficiales reciclados y residuos estándar, sino un archivo complejo que contiene dominios antiguos y profundos que han sobrevivido durante casi mil millones de años. La presencia de estos componentes ultra-empobrecidos ayuda a explicar por qué algunas regiones volcánicas tienen firmas químicas tan inusuales y sugiere que el interior de la Tierra conserva los restos de su historia más temprana y violenta, esperando ser traídos de vuelta a la luz.
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