Un buque de perforación científica se ha adentrado más que nunca en el manto de la Tierra, obteniendo nuevas pistas sobre los procesos que alimentan los volcanes oceánicos y los posibles orígenes de la vida

El estudio del manto de la Tierra nos aporta más información sobre el magmatismo terrestre, la formación de la corteza y el ciclo de los elementos.

Investigadores de la Woods Hole Oceanographic Institution (EE. UU.) y de la Cardiff University (Reino Unido) han perforado un núcleo de 1.268 km de longitud en la Dorsal Mesoatlántica. Este récord de recuperación mineralógica del manto podría ayudar a los científicos a descubrir los secretos del origen de la vida en la Tierra.

Johan Lissenberg, profesor de la Cardiff University, dijo en un comunicado:

“Nuestro agujero es el más profundo en las rocas del manto; anteriormente, el agujero más profundo en las rocas del manto superior era de 200 m.

No es el agujero más profundo del mundo: la perforación superprofunda de Kola es la más profunda de la Tierra, con más de 12 km. Pero eso es en tierra, donde perforar es mucho más fácil que desde un barco”.

La roca del manto casi continua que contiene peridotita del manto abisal serpentinizada, una roca primaria del manto, se recuperó durante la Expedición 399 del buque de perforación oceánica JOIDES Resolution en la primavera de 2023.

La expedición fue dirigida por el International Ocean Discovery Program (IODP), un consorcio de investigadores marinos de más de 20 países.

Los intentos anteriores de estudiar los núcleos del manto se basaban en muestras extraídas del fondo marino. Sin embargo, estas muestras carecían de contexto espacial y continuidad, como las piezas de un rompecabezas.

Lissenberg agregó:

“Nuestra sección, larga y en gran parte continua, nos permite observar el manto en su contexto y, por tanto, ver todo el rompecabezas”.

El IODP ha estado recopilando un inventario de núcleos del manto en Bremen (Alemania) para comprender su composición y estructura.

Expedición 399 “Building Blocks of Life, Atlantis Massif” del buque de perforación oceánica JOIDES Resolution que recuperó los 1.268 m de roca del manto casi continua en la primavera de 2023. Crédito de imagen: Thomas Ronge

¿Cómo se perforó el núcleo récord?

Los testigos del manto se perforan enviando una sarta de perforación desde el barco hasta el fondo marino y perforando directamente en el lecho marino. Esta tecnología existe desde hace mucho tiempo, pero sólo ha permitido obtener testigos fragmentados.

Lissenberg agregó:

“En nuestra expedición nos encontramos con unas condiciones de perforación extremadamente favorables, con una penetración profunda y una recuperación muy alta”.

Los investigadores perforaron tramos de cinco metros cada vez con una perforadora de barrilete giratorio (RCB), tras lo cual enviaron un recogedor de testigos por la sarta de perforación para recuperar el testigo.

Cuando se registra el testigo, los científicos de a bordo pueden estudiarlo, pero al final de la expedición se envía al depósito de testigos del IODP en Alemania, donde los científicos lo siguen estudiando.

¿Qué descubrieron los investigadores?

Los investigadores hallaron una importante variabilidad en la mineralogía del manto, con una abundancia de ortopiroxeno que varía desde unos pocos centímetros hasta cientos de metros, mientras que su mineral hermano, el clinopiroxeno, está casi ausente.

Una muestra de roca del manto terrestre vista al microscopio. Crédito de imagen: Johan Lissenberg

Los investigadores atribuyen estas diferencias al flujo de fundido a través del manto superior, que asciende por debajo de las placas tectónicas y alimenta posteriormente los volcanes. Sin embargo, los niveles de ortopiroxeno en la muestra son más bajos de lo previsto, lo que probablemente se deba a un mayor grado de fusión. Los investigadores desean determinar cuándo se produjo la fusión, si en los últimos millones de años o mucho antes en la historia de la Tierra.

Los investigadores también observaron una interacción fluido hidrotermal-roca en todo el núcleo, con meteorización oxidativa hasta los 200 m. La observación demuestra que la interacción entre el agua de mar y la roca era muy activa a estas profundidades.

Lissenberg explicó:

“Esto es importante porque la reacción entre el agua de mar y las rocas del manto libera hidrógeno, formando compuestos como el metano, que sustentan la vida microbiana. Esta es una de las hipótesis sobre el origen de la vida en la Tierra.

La perforación del núcleo del manto, de una longitud sin precedentes, ayudará a los investigadores a estudiar con más detalle estas reacciones y a relacionarlas con las observaciones de vida microbiana en las rocas”.

Los hallazgos de la investigación han sido publicados en la revista Science.

[FT: newscientist]

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