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Un manto caliente pudo cubrir la Tierra primitiva de agua

Un vasto océano global puede haber cubierto la Tierra primitiva durante el eón arcaico temprano, hace 4.000 a 3.200 millones de años, un efecto secundario de tener un manto más caliente que el actual.

Estos 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, según los autores del estudio.

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

Un nuevo estudio en AGU Advances estima cuánta agua podría contener potencialmente el manto hoy y cuánta agua podría haber almacenado en el pasado.

Los hallazgos sugieren que, dado que la Tierra primitiva era más caliente de lo que es hoy, su manto puede haber contenido 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, podría haber existido un océano de superficie más grande durante el Arcaico temprano. En ese momento, el manto tenía aproximadamente 1,900-3,000 grados Kelvin (1.626-2.720 grados Celsius), en comparación con los 1,600-2,600 grados Kelvin (1.326-2.326 grados) en la actualidad.

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

“A veces es fácil olvidar que el interior profundo de un planeta es realmente importante para lo que sucede con la superficie”, dijo en un comunicado Rebecca Fischer, física de minerales de la Universidad de Harvard y coautora del nuevo estudio. “Si el manto sólo puede contener tanta 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 de antes 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 el interior a través de la tectónica de placas, pero no se comprende bien el tamaño de ese flujo de agua. Debido a esta falta de información, los científicos habían asumido que el tamaño del océano global permanecía 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 se habría producido a diferentes profundidades y momentos en el pasado de la Tierra. Él y sus coautores luego relacionaron esas estimaciones de almacenamiento con el volumen de la superficie del océano a medida que la Tierra se enfriaba.

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 valioso para comprender dónde puede evolucionar la vida.