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Parte del oxígeno primitivo de la Tierra proviene de una fuente tectónica a través del movimiento y la destrucción de la corteza terrestre, según una investigación publicada en Nature Geoscience.
En la Tierra moderna, la actividad tectónica dominante se llama tectónica de placas, donde la corteza oceánica, la capa más externa de la Tierra debajo de los océanos, se hunde en el manto terrestre (el área entre la corteza terrestre y su núcleo) en puntos de convergencia llamados zonas de subducción. Sin embargo, existe un debate considerable sobre si la tectónica de placas operó en la era Arcaica.
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Una característica de las zonas de subducción modernas es su asociación con magmas oxidados. Estos magmas se forman cuando los sedimentos oxidados y las aguas del fondo (agua fría y densa cerca del fondo del océano) se introducen en el manto de la Tierra . Esto produce magmas con alto contenido de oxígeno y agua.
Según los expertos en Ciencias de la Tierra, David Mole, Adam C. Simon y Xuyang Meng, descubrieron que el contenido de azufre del magma, que inicialmente era de alrededor de cero, aumentó a 2 mil partes por millón hace alrededor de 2 mil 705 millones de años.
Esto indicó que los magmas se habían vuelto más ricos en azufre. Además, el predominio de S6+, un tipo de ion de azufre, en la apatita sugirió que el azufre provenía de una fuente oxidada. Esto coincide con los datos de los cristales de circón del huésped.
Los nuevos hallazgos indican que los magmas oxidados se formaron en la era neoarcaica hace 2 mil 700 millones de años. Los datos muestran que la falta de oxígeno disuelto en los depósitos oceánicos del Arcaico no impidió la formación de magmas oxidados ricos en azufre en las zonas de subducción.
El oxígeno en estos magmas debió venir de otra fuente y finalmente fue liberado a la atmósfera durante las erupciones volcánicas.
Encontraron que la ocurrencia de estos magmas oxidados se correlaciona con los principales eventos de mineralización de oro en la Provincia Superior y Yilgarn Craton (Australia Occidental). Esto demuestra una conexión entre estas fuentes ricas en oxígeno y la formación global de depósitos de mineral de clase mundial.
Las implicaciones de estos magmas oxidados van más allá de la comprensión de la geodinámica de la Tierra primitiva. Anteriormente, se pensaba que era poco probable que los magmas arcaicos pudieran oxidarse, cuando el agua del océano y las rocas o sedimentos del fondo del océano no lo estaban.
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Aunque el mecanismo exacto no está claro, la aparición de estos magmas sugiere que el proceso de subducción (donde el agua del océano se lleva cientos de kilómetros hacia nuestro planeta) genera oxígeno libre. Esto luego oxida el manto suprayacente.
El estudio muestra que la subducción arcaica habría sido un factor vital e imprevisto en la oxigenación de la Tierra, las primeras bocanadas de oxígeno hace 2,700 millones de años. También el Gran Evento de Oxidación, que marcó un aumento del oxígeno atmosférico en 2 de 2.45 por ciento a hace 2 mil 320 millones de años.
Hasta donde se sabe, la Tierra es el único lugar del sistema solar, pasado o presente, con placas tectónicas y subducción activa. Esto sugiere que este estudio explicaría en parte la falta de oxígeno y, en última instancia, la vida en los otros planetas rocosos en el futuro.
Así fue el experimento para conocer cómo surgió el oxigeno en el planeta
Los expertos recolectaron muestras de rocas granitoides de 2 mil 750 a 2 mil 670 millones de años de antigüedad de toda la subprovincia de Abitibi-Wawa de la Provincia Superior, el continente arcaico conservado más grande que se extiende a lo largo de 2 mil km desde Winnipeg, Manitoba, hasta el extremo oriental de Quebec. Esto les permitió investigar el nivel de oxidación de los magmas generados a lo largo de la era Neoarcaica.
Medir el estado de oxidación de estas rocas magmáticas, formadas a través del enfriamiento y la cristalización del magma o la lava, es un desafío. Los eventos posteriores a la cristalización pueden haber modificado estas rocas a través de una deformación posterior, entierro o calentamiento.
Entonces, decidieron observar el mineral apatito que está presente en los cristales de circón en estas rocas. Los cristales de circón pueden soportar las intensas temperaturas y presiones de los eventos posteriores a la cristalización. Conservan pistas sobre los entornos en los que se formaron originalmente y proporcionan edades precisas para las rocas mismas.
Pequeños cristales de apatita que tienen menos de 30 micrones de ancho, el tamaño de una célula de la piel humana, quedan atrapados en los cristales de circón. Contienen azufre. Al medir la cantidad de azufre en la apatita, se puede establecer si la apatita creció a partir de un magma oxidado.
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Pudieron medir con éxito la fugacidad de oxígeno del magma arcaico original, que es esencialmente la cantidad de oxígeno libre que contiene, utilizando una técnica especializada llamada espectroscopia de estructura de borde cercano de absorción de rayos X ( S-XANES ) en el sincrotrón de fuente avanzada de fotones en el Laboratorio Nacional de Argonne en Illinois.
Con información de The Conversation
