Definición de geología de composición
Vivimos sobre la capa más fina de la Tierra: la corteza. Por debajo se encuentra el manto (rojo), el núcleo externo (naranja) y, por último, el núcleo interno (amarillo-blanco). La parte inferior del manto es la capa más extensa: se extiende entre 400 y 1.800 millas por debajo de la superficie. Las investigaciones llevadas a cabo en la Fuente Avanzada de Fotones de Argonne sugieren que la composición del manto inferior es muy diferente de lo que se pensaba. Imagen de Johan Swanepoel/Shutterstock.
Una investigación publicada la semana pasada en Science sugiere que la composición del manto inferior de la Tierra, que constituye la mayor parte de la Tierra en volumen, es significativamente diferente de lo que se pensaba.
El trabajo, realizado en la Fuente Avanzada de Fotones del Laboratorio Nacional Argonne del Departamento de Energía de EE.UU., tendrá un impacto significativo en nuestra comprensión del manto inferior, según los científicos. Comprender la composición del manto es esencial para la sismología, el estudio de los terremotos y los movimientos que se producen bajo la superficie de la Tierra, y debería arrojar luz sobre fenómenos sísmicos inexplicables que se observan en él.
¿Qué utilizan los científicos para estudiar el interior de la Tierra?
Gran parte de nuestros conocimientos sobre la estructura básica y la composición de la Tierra y de los demás planetas de nuestro sistema solar no son objeto de fuertes debates. Podemos deducir una cantidad sorprendente de información a partir del tamaño, la masa y el momento de inercia de los planetas, todo lo cual puede determinarse a partir de observaciones astronómicas rutinarias. Las mediciones de la composición química de la superficie, ya sea por muestreo directo (como se ha hecho en la Tierra, la Luna y Marte) o mediante observaciones espectroscópicas, pueden utilizarse para estimar las abundancias elementales y el grado de diferenciación química que se produjo cuando los planetas se condensaron a partir de la nebulosa solar. Las observaciones remotas del campo gravitatorio permiten comprender cómo se distribuye la masa de un planeta, mientras que la fuerza y la forma del campo magnético proporcionan algunas restricciones sobre la estructura de un núcleo metálico. Sin embargo, los detalles de la estructura y la composición son mucho más discutibles. Y son estos detalles los que nos cuentan una historia mucho más extensa y, en última instancia, más interesante sobre la dinámica interna de los planetas y su evolución. Por ello, tratar de determinarlos es una investigación de frontera en casi todos los campos de las ciencias terrestres y planetarias.
Ciencias de la Tierra de la NASA
La División de Ciencias de la Tierra apoya propuestas de investigación orientadas a mejorar la comprensión de la estructura, composición y evolución de la Tierra, la vida que sustenta y los procesos que rigen la formación y el comportamiento de los materiales terrestres. Los resultados de esta investigación permitirán comprender mejor los entornos cambiantes de la Tierra y la distribución natural de sus recursos minerales, hídricos, biológicos y energéticos, y proporcionarán métodos para predecir y mitigar los efectos de riesgos geológicos como terremotos, erupciones volcánicas, inundaciones y corrimientos de tierras.
Las ciencias de la Tierra son el estudio de la estructura, las propiedades y los procesos de la Tierra, así como de sus cuatro mil quinientos millones de años de evolución biótica. Comprender estos fenómenos es esencial para el mantenimiento de la vida en el planeta. La creciente población mundial exige más recursos, se enfrenta a pérdidas cada vez mayores por riesgos naturales y libera más contaminantes en el aire, el agua y la tierra. Sostener nuestra existencia requiere la comprensión científica de los materiales y procesos naturales que vinculan la geosfera, la hidrosfera, la atmósfera y la biosfera. La vida prospera o fracasa en la superficie de la Tierra, donde se entrecruzan estos entornos.
¿Qué tipo de geólogo estudia la composición y estructura de los minerales?
Una nueva investigación realizada por geoquímicos de la Universidad Brown aporta nuevos datos sobre la escala a la que varía la composición química del manto terrestre. Los hallazgos podrían ayudar a los científicos a comprender mejor el proceso de mezcla de la convección del manto, la lenta agitación que impulsa el movimiento de las placas tectónicas de la Tierra.
«Sabemos que el manto es heterogéneo en su composición, pero ha sido difícil averiguar cómo de grandes o pequeñas pueden ser esas heterogeneidades», dijo Boda Liu, estudiante de doctorado en geología en Brown. «Lo que mostramos aquí es que debe haber heterogeneidades de al menos un kilómetro de tamaño para producir la firma química que observamos en rocas derivadas de materiales del manto».
La corteza terrestre se encuentra en una cinta transportadora en constante movimiento impulsada por el manto convectivo. En las dorsales oceánicas, los límites del fondo oceánico donde las placas tectónicas se alejan unas de otras, se crea nueva corteza por erupción de magmas formados por el ascenso de los materiales del manto desde las profundidades. En las zonas de subducción, donde una placa tectónica se desliza por debajo de otra, el material antiguo de la corteza, erosionado por procesos en la superficie, es empujado de nuevo hacia el manto. Este reciclaje puede crear materiales del manto de composiciones diferentes o «enriquecidas», que los geoquímicos denominan «heterogeneidades». Aún no se sabe muy bien qué ocurre con ese material enriquecido una vez reciclado.