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martes, 28 de febrero de 2017

Conozca cómo comenzó probablemente la formación de la tierra.

La tierra de hoy es un planeta dinámico con una capa externa compuesta por placas gigantes que se mueven juntas, deslizándose más allá o sumergiédose debajo  una de otro, dando lugar a terremotos y volcanes. Otras separan en cordilleras submarinas, donde la roca fundida se extiende desde los centros de las cuencas oceánicas mayores.

La capa exterior de la Tierra moderna es una colección de placas rígidas entrelazadas, como se ve en esta ilustración. Estas placas se mueven juntas, deslizándose más allá o sumergiéndose una debajo de la otra, dando lugar a terremotos y volcanes. Crédito: USGS
 
Pero una nueva investigación sugiere que este no era siempre el caso. En cambio, poco después de que la tierra se formó y se empezó a enfriar, la primera capa exterior del planeta era una cáscara única, sólida pero deformada. Más tarde, este cáscara comenzó a doblarse y a agrietarse más ampliamente, dando lugar a las placas tectónicas modernas.

La investigación, se describe en un artículo publicado el 27 de febrero de 2017 en la revista Nature, es el más reciente dato que salva un debate de larga data en la comunidad de investigación geológica: ¿las placas tectónicas comenzaron de inmediato, una teoría conocida como Uniformitarismo?, o ¿la tierra primero pasó a través de una fase larga con una cáscara sólida que cubría todo el planeta? Los nuevos resultados sugieren que el modelo de la cáscara sólida es más cercano a lo que realmente sucedió.

"Los modelos de cómo se forma la primera corteza continental  formado generalmente caen en dos grupos: aquellos que invocan las placas tectónicas de estilo moderno y los que no," dijo Michael Brown, un profesor de Geología de la Universidad de Maryland y coautor del estudio. " Nuestra investigación apoya esta última, una tapa  estancada formando la cáscara externa del planeta temprano en la historia de la tierra. "

Para llegar a estas conclusiones, Brown y sus colegas de la Universidad de Curtin y el estudio geológico de Australia occidental estudió rocas recogidas desde el terreno de Pilbara oriental, un área grande de la antigua corteza granítica ubicada en el estado de Australia occidental. Las rocas aquí son entre las más antiguas conocidas, que van desde 3.5 a cerca de 2,5 billones años de edad. (La tierra es de aproximadamente 4,5 billones de años). Específicamente, los investigadores seleccionaron los granitos con una composición química asociada generalmente con arcos volcánicos — un signo delator de actividad tectónica de placa.

Brown y sus colegas vieron también rocas de basalto de la formación de Coucal asociada. El basalto es la roca producida por las erupciones volcánicas, pero también forma el fondo del océano, como el basalto fundido entra en erupción en difundir cantos en el centro de cuencas oceánicas. En las placas tectónicas modernas, cuando el piso de basalto del  mar llega a los continentes, se sumerge, o subduce — debajo de la superficie terrestre, donde genera fluidos que permiten el manto sobrepuesto derretirse y eventualmente crear grandes masas de granito debajo de la superficie.

La investigación anterior sugiere que los basaltos Coucal podrían ser las rocas de la fuente para los granitos en el terreno de Pilbara, debido a las similitudes en su composición química. ¿Brown y sus colaboradores están establecidos para comprobar esto, pero también para probar otra hipótesis de larga data: los basaltos Coucal podrían haber derretido al granite  de alguna manera que no sea de subducción de basalto bajo superficie de la tierra? Si es así, tal vez la placa tectónica todavía no sucedía cuando los granitos de Pilbara.

Para abordar esta cuestión, los investigadores realizaron cálculos termodinámicos para determinar los equilibrios de fase de media del basalto de Coucal. Los equilibrios de fase son descripciones precisas de cómo una sustancia se comporta bajo diversas condiciones de temperatura y presión, incluyendo la temperatura de fusión que comienza, la cantidad de derretimiento producido y su composición química.

Por ejemplo, uno de los diagramas de equilibrios de fase simples describe el comportamiento del agua: a bajas temperaturas o altas presiones, las formas de agua de hielo sólido, mientras que a altas temperaturas o bajas presiones, el vapor de agua se hace gaseoso. Los equilibrios de fase se involucran un poco más con las rocas, que tienen composición química compleja que puede tomar en combinaciones de minerales muy diferentes y características físicas basadas en temperatura y presión.

"Si usted toma una roca fuera de la plataforma y la funde, puede obtener un diagrama de fase. Pero le pegan con una composición química fija,"dijo Brown. "Con el modelado termodinámico, puede cambiar la composición, presión y temperatura de forma independiente. Es mucho más flexible y nos ayuda a responder algunas preguntas que no podemos abordar con experimentos en las rocas".

Usando basaltos de Coucal  y granitos de Pilbara como punto de partida, Brown y sus colegas construyeron una serie de experimentos para reflejar lo que podría haber ocurrido en una tierra antigua sin tectónica de modelado. Sus resultados sugieren que, de hecho, los granitos de Pilbara pudieran haber formado  los basaltos de Coucal.

Más al punto, esta transformación podría haber ocurrido en un escenario de presión y temperatura constante con una "tapa estancada", o una sola cáscara que cubre todo el planeta.

la placa tectónica  afecta substancialmente la temperatura y la presión de las rocas en el interior de la tierra. Cuando una losa de roca subduce debajo de la superficie de la tierra, la roca se vuelve relativamente fresco y toma tiempo para ganar calor. Por el momento alcanza una temperatura más alta, la roca también ha llegado a una profundidad significativa, que corresponde a la alta presión, de la misma manera un buzo experimenta una presión más alta a mayor profundidad de agua.

En contraste, un régimen de "tapa estancada" sería muy caliente a profundidades relativamente bajas y presiones bajas. Geólogos refieren a esto como un "alto gradiente térmico".

"Nuestros resultados sugieren que los granitos de Pilbara se produjeron por el deshielo de los basaltos Coucal o materiales similares en un alto ambiente de gradiente térmico", dijo Brown. "Además, la composición de los basaltos de Coucal indica que, también, venían de una generación anterior de rocas generadoras. Se concluye que un proceso de varias etapas produjo continentes primer de la tierra en un escenario de 'tapa estancada' antes de tectónica de placa".

"Los primeros continentes estables de la tierra no se formó por la subducción", fue publicado 27 de febrero de 2017 porTim Johnson, Michael Brown, Nicholas Gardiner, Christopher Kirkland y Hugh Herrerías,  en la revista Nature.

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