4 de julio de 2020
3 de junio de 2020

Descifran el papel del carbono en la separación de los continentes

Descifran el papel del carbono en la separación de los continentes
Imagen de un sector de la falla del Rift en Tanzania - UNM

MADRID, 3 Jun. (EUROPA PRESS) -

Una investigación internacional ha reportado a los científicos nuevos conocimientos sobre el almacenamiento y la transferencia dinámica de carbono debajo de la corteza continental gruesa y muy antigua, publicada actualmente en la revista 'Nature'.

El profesor de Ciencias Terrestres y Planetarias de la Universidad de Nuevo México (UNM), doctor Tobias Fischer, y el investigador de la Universidad de Syracuse (ahora profesor de la Universidad de Auckland), doctor James Muirhead, dirigieron un equipo internacional de investigadores interdisciplinarios para investigar el papel del carbono en la desintegración de los continentes.

Este trabajo, en gran parte financiado por becas de la National Science Foundation de Estados Unidos, es la culminación de los esfuerzos de investigación que comenzaron con antiguos estudiantes de la UNM y otras universidades de Estados Unidos, Francia, Corea del Sur, Japón, Canadá, Australia, Alemania, Tanzania y Kenia.

El exalumno de la UNM, ahora profesor asistente de la Universidad Nacional de Seúl, el doctor Hyunwoo Lee, reconoció por primera vez que la grieta del este de África y las grietas continentales en general son fuentes importantes de carbono desgasificado del manto terrestre a la atmósfera.

Si bien el trabajo posterior de otros grupos mostró que las emisiones de CO 2 del Rift de África Oriental son variables a lo largo de su extensión de 3.000 km, la pregunta seguía siendo "¿de dónde viene todo este carbono y cómo se libera de manera tan eficiente?".

El trabajo posterior realizado por Fischer y el profesor colaborador Stephen Foley de la Universidad de Macquarie (Australia), propuso un modelo en el que el CO2 desgasificado se obtiene en última instancia del carbono que se ha acumulado durante miles de millones de años en la base de la litosfera cratónica vieja y gruesa ubicada en el centro y borde de la grieta del este de África.

"El modelo sugiere que este carbono acumulado se origina en la subducción de placas oceánicas y plumas de manto profundo --señala Fischer en un comunicado--. Estos procesos podrían entregar suficiente carbono al fondo de una litosfera continental muy gruesa y de miles de millones de años para explicar los altos flujos de CO2 observados en la parte de deformación activa de la grieta".

Sin embargo, el modelo propuesto por Fischer y Foley no pudo explicar cómo este CO2 profundo logró filtrarse desde la parte de la grieta que se extiende activamente, que es exactamente donde el trabajo actual conecta los puntos.

Muirhead y Fischer, junto con la estudiante de master Amani Laizer, de la Universidad de Dar Es Salaam, en Tanzania, y la estudiante de doctorado en Geofísica Sarah Jaye Oliva, de la Universidad de Tulane, en Estados Unidos, regresaron a Tanzania en 2018 y recogieron datos y muestras en los lugares en los que se produjo la ruptura activa, es decir, donde las placas se separan, intersectan el viejo y grueso cratón que se encuentra sobre la pluma de un manto.

Se recogieron muestras de gas de las aguas termales de esta región que nunca antes se habían muestreado.

Los análisis de estas muestras dentro del contexto de datos ya existentes del trabajo anterior mostraron una notable diferencia en la composición química de los gases que se liberan de la grieta activa y el cratón.

Los gases del cratón son completamente de corteza sin signos de ningún gas de manto, incluyendo el CO2. El nitrógeno y el helio de la corteza dominan estos gases del cráter.

Los gases de la grieta, por otro lado, están rellenos de CO2 del manto y tienen una fuerte firma de isótopos de helio del manto. Los flujos de CO2 medidos en el manto son cercanos a cero en el crátono, pero aumentan en la grieta adyacente que se extiende activamente.

"Justo en el límite entre el cratón y la grieta deformante se encuentra el único volcán de carbonatita en erupción del mundo, el Oldoinyo Lengai", señala Fischer.

"Este volcán hace erupción de lavas que son tan líquidas que se mueven como el aceite de motor. La razón es que están desprovistas del sílice que compone la mayoría de las rocas ígneas pero contienen alrededor de un 30 por ciento de carbono, una cantidad asombrosamente alta que le da a la roca su nombre de carbonato --explica--. Mirando hacia atrás en el tiempo geológico, resulta que hay muchos volcanes de carbonato justo en el borde del cráter de Tanzania, pero no están actualmente activos".

Esta distribución de carbonatitas llevó al equipo a proponer un mecanismo que causa la migración lateral de la litosfera cratónica profunda donde se encuentra todo el carbono sólido almacenado, hacia el manto en los bordes del cratón.

Los datos geofísicos adquiridos y analizados por la Universidad de Tulane y la Universidad de Montpellier II representan un paso empinado en el grosor de la placa en el borde del cratón.

Las geofísicas dirigidas por la profesora Cindy Ebinger, la doctora Sarah Oliva y la profesora Christel Tiberi propusieron que este paso mejora la formación de masa fundida y explica la concentración de magma que lleva el exceso de CO2, así como la distribución espacial de terremotos a veces dañinos que abren grietas para que el CO 2 salga a la superficie. Esto explicaría la notable diferencia en la liberación y fuente de CO 2 según lo documentado por las mediciones de superficie.

Este modelo conceptual también se ajusta a los modelos físicos cuantitativos desarrollados por el doctor Jolante van Wjik, profesor de New Mexico Tech, y la doctora Claire Currie, profesora de la Universidad de Alberta, que muestra que se barrerán rocas de manto inusualmente gruesas y de baja densidad debajo de un craton lateralmente por el flujo del manto, moviéndose hacia la placa más delgada debajo de la grieta continental.

Esta transferencia de material puede mejorar la producción de masa fundida. Por lo tanto, concluyó el equipo de investigación, la migración lateral de la litosfera cratónica profunda empapada con carbono acumulado antiguo es en última instancia responsable del volcanismo de carbonatita y la ruptura continental en curso en esta región de África Oriental.