Este fue el primer océano del planeta: es de lava… y sigue “vivo”

Unos cien millones de años después de la formación de la Tierra, surgió un océano de lava bajo la superficie. En términos precisos, se trata de un océano de magma basal cuyo origen y función ha sido objeto de un intenso debate durante años.

Algunas evidencias geoquímicas indicaban que, durante los primeros cientos de millones de años de existencia del planeta, este océano se formó en el límite entre el núcleo terrestre y su capa media, el manto. Sin embargo, los modelos de formación del planeta sugerían que, cuando la Tierra era joven y estaba fundida, se solidificó de abajo hacia arriba, lo que dificulta comprender cómo pudo existir un profundo océano de magma.

Ahora, un nuevo estudio, publicado en Nature, descubrió que no solo podía existir un océano de magma, sino que su presencia era inevitable. Más aún: restos de este mar de magma oculto podrían aún existir hoy en día en forma de grandes regiones de baja velocidad de cizallamiento (LLVP, por sus siglas en inglés) o "manchas" del manto: regiones gigantes del manto profundo donde las ondas sísmicas viajan más lentamente que a través del resto del manto.

Durante mucho tiempo se ha debatido si estas LLVP son restos de corteza oceánica que se han adentrado profundamente en el manto, lo que significa que datan de hace unos cientos de millones de años, o si son restos del océano de magma basal de la Tierra, lo que les da una antigüedad de 4.400 millones de años.

El nuevo estudio, liderado por Charles Boukaré, del Centro Nacional para la Investigación Científica de Francia (CNRS, equivalente al CSIC en España) se inclina por esto último y los hallazgos podrían tener importantes implicaciones para la comprensión de la historia de la Tierra.

“Afectaría la comunicación térmica entre el núcleo y el manto – explica Boukaré -. Podría afectar la ubicación de las placas tectónicas”. El estudio desarrolla un nuevo modelo de la formación de la Tierra que consideró tanto datos geoquímicos como sísmicos, los dos métodos principales para analizar la historia profunda de la Tierra. En particular, existen oligoelementos importantes que, químicamente, prefieren permanecer en el magma, mientras que otros minerales cristalizan en la roca. La cantidad de estos oligoelementos en la roca puede revelar cuándo y en qué orden se solidificaron las rocas del manto.

La mayoría de los estudios sobre esta era de la formación de la Tierra se centran en la solidificación inicial del manto y su dinámica cuando este aún era mayoritariamente líquido.

A pesar de ello, Boukaré y su equipo se centraron un poco más adelante, analizando el punto en el que el manto se habría cristalizado lo suficiente como para comportarse como un sólido en lugar de un líquido. Gracias a ello descubrieron que, independientemente de dónde comenzara la solidificación (en el centro del manto o justo en el límite con el núcleo), el proceso llevó a la creación de un océano de magma basal. El proceso habría comenzado con la formación de una delgada corteza de sólidos en la superficie de la nueva Tierra, pero estos sólidos eran fríos y menos flotantes que el manto subyacente, por lo que se hundieron y se fundieron de nuevo.

Sin embargo, a medida que el manto seguía enfriándose, los sólidos formados en el manto superior comenzaron a hundirse y acumularse en el manto inferior. Estos sólidos eran ricos en óxido de hierro, un material denso y con un punto de fusión bajo, por lo que se hundieron a mayor profundidad. Debido a la densidad del óxido de hierro, incluso en su forma líquida, este material fundido no volvió a ascender, como suele ocurrir con los líquidos. En cambio, permaneció en el manto profundo, donde el calor del núcleo lo mantuvo fundido. Esto formó el océano de magma basal.

Los hallazgos sugieren que la estructura principal del planeta se formó en una etapa muy temprana de su historia. “Otra forma de decirlo es que existe una memoria del planeta – concluye Boukaré -. Podríamos decir que, si conocemos la condición inicial del planeta y podemos modelar las primeras etapas de su evolución, podremos predecir la mayor parte de su comportamiento a largo plazo y quizás este fenómeno del océano basal no sea exclusivo de la Tierra”.

¿Qué quiere decir esto? Que el próximo paso de los autores es, primero, mejorar el modelado incorporando más elementos y el segundo analizar otros mundos, como Marte, para ver si otros planetas rocosos experimentan transiciones similares.