El estrato cálido de la Tierra primitiva puede poseer llevado al «mundo marino» de Archean: ScienceDaily

Según los autores del estudio, los nuevos hallazgos desafían las suposiciones anteriores de que el tamaño del océano global de la Tierra se ha mantenido constante a lo largo del tiempo y ofrecen pistas sobre cómo su tamaño puede haber cambiado a lo largo del tiempo geológico.

La mayor parte del agua superficial de la Tierra existe en los océanos. Pero hay un segundo depósito de agua en las profundidades de la Tierra, en forma de hidrógeno y oxígeno adherido a los minerales del manto.

Un nuevo estudio en Avances de AGU, que publica investigaciones y comentarios de alto impacto y acceso abierto sobre las ciencias de la tierra y el espacio, estima cuánta agua podría contener potencialmente el manto hoy y cuánta agua podría haber almacenado en el pasado.

Los hallazgos sugieren que debido a que la Tierra primitiva era más cálida que hoy, su manto puede contener menos agua porque los minerales del manto retienen menos agua a temperaturas más altas. Suponiendo que el manto tiene actualmente más de 0,3-0,8 veces la masa del océano, es posible que haya existido un océano de superficie más grande durante el Arcaico temprano. En ese momento, el manto tenía aproximadamente 1,900-3,000 grados Kelvin (2,960-4,940 grados Fahrenheit), en comparación con los 1,600-2,600 grados Kelvin (2,420-4,220 grados Fahrenheit) en la actualidad.

Si la Tierra primitiva tuviera un océano más grande que el actual, eso podría haber alterado la composición de la atmósfera primordial y reducido la cantidad de luz solar reflejada de regreso al espacio, según los autores. Estos factores afectarían el clima y el hábitat que sustentaba la vida temprana en la Tierra.

«A veces es fácil olvidar que el interior profundo de un planeta realmente importa para lo que está sucediendo con la superficie», dijo Rebecca Fischer, física de minerales de la Universidad de Harvard y coautora del nuevo estudio. «Si el manto sólo puede contener esa cantidad de agua, tiene que ir a otro lugar, por lo que lo que sucede a miles de kilómetros por debajo de la superficie puede tener implicaciones bastante grandes».

El nivel del mar de la Tierra se ha mantenido bastante constante durante los últimos 541 millones de años. Sin embargo, los niveles del mar más temprano en la historia de la Tierra son más difíciles de estimar porque ha sobrevivido poca evidencia del Eón Arcaico. A lo largo del tiempo geológico, el agua puede moverse desde la superficie del océano hacia adentro a través de la tectónica de placas, pero el tamaño de ese flujo de agua no se comprende bien. Debido a esta falta de información, los científicos especularon que el tamaño global del océano se había mantenido constante durante el tiempo geológico.

En el nuevo estudio, el coautor Junjie Dong, físico de minerales de la Universidad de Harvard, desarrolló un modelo para estimar la cantidad total de agua que el manto de la Tierra podría almacenar potencialmente en función de su temperatura. Incorporó datos existentes sobre cuánta agua pueden almacenar los diferentes minerales del manto y consideró cuál de estos 23 minerales habría ocurrido en diferentes profundidades y momentos en el pasado de la Tierra. Él y sus coautores luego correlacionaron esas estimaciones de almacenamiento con el volumen de la superficie del océano cuando la Tierra se enfrió.

Jun Korenaga, un geofísico de la Universidad de Yale que no participó en la investigación, dijo que esta es la primera vez que los científicos relacionan los datos de la física mineral sobre el almacenamiento de agua en el manto con el tamaño del océano. «Esta conexión nunca se ha planteado en el pasado», dijo.

Dong y Fischer señalan que sus estimaciones de la capacidad de almacenamiento de agua del manto conllevan mucha incertidumbre. Por ejemplo, los científicos no comprenden completamente cuánta agua se puede almacenar en la bridgmanita, el principal mineral del manto.

Los nuevos hallazgos arrojan luz sobre cómo el océano global puede haber cambiado con el tiempo y pueden ayudar a los científicos a comprender mejor los ciclos del agua en la Tierra y otros planetas, lo que podría ser invaluable para comprender dónde puede evolucionar la vida.

«Ciertamente es útil saber algo cuantitativo sobre la evolución del balance hídrico global», dijo Suzan van der Lee, sismóloga de la Universidad Northwestern que no participó en el estudio. “Creo que esto es importante para los sismólogos más exigentes como yo, que toman fotografías de la estructura actual del manto y estiman su contenido de agua, pero también es importante para las personas que buscan exoplanetas con agua y preguntan por los orígenes de nuestro agua. «

Dong y Fischer ahora están usando el mismo enfoque para calcular cuánta agua puede contener Marte.

«Hoy, Marte se ve muy frío y seco», dijo Dong. «Pero una gran cantidad de evidencia geoquímica y geomorfológica sugiere que el primer Marte puede haber contenido agua en la superficie, e incluso un pequeño océano, por lo que hay mucho interés en comprender el ciclo del agua en Marte».