Nueva investigación sugiere que la formación de la corteza oceánica es un proceso dinámico
Jennifer Chu, MIT News Office. Original (en inglés).
Tres quintos de la corteza de la tierra se encuentra bajo el agua, esparcida por el lecho marino. Más que cuatro millas cúbicas de corteza oceánica se forma cada año, regenerándose constantemente como una nueva piel a través del planeta. Esta corteza oceánica se eleva por las crestas del océano medio – cordilleras montañosas submarinas que ondulan por el suelo oceánico como cicatrices dentadas.
Estas crestas delinean los bordes de las placas tectónicas, que lentamente se desplazan alrededor del planeta. Conforme las placas se separan, el magma desde el manto subyacente hace erupción en la superficie, solidificándose eventualmente como nueva corteza. Con el tiempo, ésta nueva forma de corteza se mueve con la migración de la placa cerca de la cordillera oceánica, dejando espacio para que la corteza más reciente tome su lugar. La velocidad de la formación de la corteza varía de cresta a cresta: algunas cordilleras de rápida propagación producen hasta seis pulgadas de corteza nueva por año, mientras que la corteza de crestas de propagación se arrastra a lo largo a solo dos pulgadas por año.
Mientras que el proceso general de la formación de crestas oceánicas – también conocido como expansión del fondo marino – es bien entendido, no está claro lo que sucede en el volátil ambiente de aguas profundas que producen nueva corteza. Matthew Rioux, un científico investigador en el Departamento de las Ciencias de la Tierra, Atmosféricas y Planetarias (EAPS – Earth, Atmospheric and Planetary Sciences) en el MIT (Massachusetts Institute of Technology – Instituto Tecnológico de Massachusetts), describe el entorno en una cresta en medio del océano como una indecifrable “Zona de puré” (mush zone): parte de magma líquido, parte de roca cristalizada. Entendiendo cómo se comporta esta zona puede dar a los científicos una mejor idea de cómo rapidamente se forma una corteza oceánica.
Ahora, en un artículo publicado en la edición de Nature Geoscience, Rioux y sus colegas han encontrado que la formación de corteza oceánica puede ser más lenta y el proceso más dinámico de lo que se pensaba anteriormente.
Rioux trabajó con Sam Bowring, un profesor de Geología en MIT, y el postdoctorado Noah McLean – junto con investigadores de la Universidad de Hawaii, La Universidad de Cardiff en el Reino Unido y el Instituto Oceanográfico Woods Hole – para analizar fragmentos de la corteza desde el East Pacific Rise, una cordillera en medio del océano a 1,200 millas de la costa oeste de América del Sur que es una de las cordilleras de propagación más rápidas del mundo. Los científicos han pensado que los magmas que forman la corteza nueva en cordilleras de propagación rápida se levantan desde las profundidades, cristalizando rápidamente y entonces empujan lejos de la cordillera para formar un nuevo suelo oceánico.
Para probar esta teoría, Rioux y sus colegas analizaron fragmentos de corteza recuperada de los afloramienros en dos localidades en el East Pacific Rise y determinaron la edad de partes diferentes de cada roca. Ellos razonaron que si existen teorías que eran correctas y crestas de rápida propagación producen una nueva corteza, cada parte de una roca podría ser de una edad similar – habiendo cristalizado mas o menos simultáneamente.
Sin embargo, el equipo encontró todo lo contrario. Dentro de cada roca, los investigadores buscaron trazas de circón, un mineral que se utiliza a menudo para determinar la edad de una roca. Cuando el circón cristaliza, absorbe uranio, que lentamente decae en plomo. La medición de la proporción de uranio al plomo da a los científicos una estimación precisa de la edad de las rocas.
Para aislar circón, el equipo tritura la roca hasta volverla polvo, después se separa circón en base a su densidad y propiedades magnéticas. Los investigadores determinaron entonces la fecha de cada grano de circón, y encontraron un resultado sorpresivo: Dos de cuatro muestras de roca contenían circón con una amplia gama de edades, significando que diferentes partes de la roca cristalizaron, o se convirtieron en nueva corteza, en épocas diferentes.
Rioux dice que puede haber varias explicaciones para los hallazgos. Por ejemplo, la “zona de puré” en la cresta del océano medio puede ser “recargada” por nuevo magma saliendo del manto – conforme la nueva corteza comienza a solidificarse, el magma lo recalienta, volviendo partes líquido de nuevo que se endurece de nuevo más tarde. Otra explicación podría ser que el magma “se inmiscuye” en roca que cristalizó hace mucho tiempo. El circón existente en la roca, resistente a fundirse, quedaría igual mientras que el nuevo magma se solidifica en circón más joven.
Dichos escenarios no serían esperados con crestas que se esparcen despacio, donde la nueva corteza tiene más tiempo de interactuar con magmas calientes líquidos. En contraste, crestas que se esparcen rápidamente empujan la corteza rápidamente, y teóricamente los magmas no tendrían mucho tiempo de volver a fundirse en una roca. Los resultados, dice Rioux, sugieren que la formación de corteza oceánica toma mucho más tiempo en las crestas que se esparcen rápidamente de lo que los científicos habían esperado.
Jonathan Snow, un profesor asistente de Ciencias de la Tierra y Atmosféricas en la Universidad de Houston, dice que a la luz de sus resultados, las técnicas de estimación de edad de los investigadores podrían ser aplicadas en el futuro para investigar otras crestas del océano medio en el mundo.
“Alcanzaron el resultado muy sorprendente de que el enfriamiento del magma era un asunto mucho más prolongado de lo que habían predicho,” dice Snow. “Es una buena ‘primera vez’ para una nueva generación de técnicas radiométricas aplicadas al fondo del océano.
“Es un paso adelante en nuestro entendimiento de como estas crestas funcionan,” dice Rioux. “Estimar la edad de la corteza oceánica nos permitirá entender mejor que tanta variación hay entre las diferentes crestas del océano medio, como estas variaciones se relacionan al acomodo tectónico, y últimadamente lo que los datos nos digan sobre los procesos magmáticos durante la formación de una gran fracción de la corteza terrestre.”
La investigación fue patrocinada por la Fundación Nacional de Ciencia y el Consejo de Investigación del Entorno Natural.
Reimpreso con permiso de MIT News.
Fuente
http://web.mit.edu/ (en inglés)