Ciclo Global de Carbono: Desde el Suelo al Manto Terrestre y de allí de nuevo a la Litosfera

¿Son Gaia y Gea el mismo sistema? Siempre me había preguntado si la subducción en el manto terrestre de los materiales superficiales podría generar una alteración en la propia dinámica de este sistema, es decir la tectónica de placas. De hacerlo, la biosfera afectaría a la geosfera, pudiendo contemplarse ambas como un super-sistema único. Obviamente, no tenía conocimientos para responder a tal interrogante.  No encontraba evidencias, ni a favor ni en contra. Posiblemente los expertos tampoco. Debemos tener en cuenta que la vida ha secuestrado, a lo largo de su trayectoria, ingentes cantidades de carbono en forma de materia orgánica y especialmente de carbonatos. Muchas de las rocas de la superficie terrestre  y los suelos atesoran a estos últimos, por lo que cuando son subducidos bajo el manto terrestre, sus contenidos se incorporan al último, pudiendo modificar su composición y, como corolario, también su  estructura y dinámica.  El resultado de tales interacciones podría haber tenido como consecuencias: que (i) la tectónica de placas fuera distinta antes y después de la emergencia de la vida, a través  de los efectos sobre la litología de la corteza continental y/o oceánica (principalmente la acumulación de carbono orgánico e inorgánico en los fondos marinos); y (ii) que al aumentar con el tiempo los contenidos de carbono y oxígeno del manto, este último estaría sujeto a constantes cambios en términos de tiempo geológico, por lo que, “en cierto sentido”, las profundidades de la tierra evolucionarían en consonancia con los de la superficie.  Gaia y Gea encontrarían sus destinos inextricablemente unidos en el devenir del planeta Tierra. La respuesta a todos interrogantes aun permanece en el ámbito de la especulación pura y dura. Ahora bien, la noticia que os vamos a ofrecer hoy demuestra que el ciclo del carbono alcanza hasta el manto profundo, como también que esta capa de la geosfera ha venido a convertirse en el principal reservorio de carbono con el transcurso de los tiempos geológicos, pudiendo condicionar el clima terrestre, si este se contempla a lo largo de decenas o cientos de millones de años.  Y recordemos que, tarde o temprano los pisos oceánicos serán considerados suelos, como comienzan a aceptarse para los regolitos de Marte, con muchos menos argumentos científicos. En consecuencia, la inmersión del suelo marino bajo la corteza continental en las zonas de subducción sería el nudo gordiano de todo este entramado que nos ofrece una imagen notoriamente unificada del Planeta Tierra. Qué los suelos pudieran condicionar de esta forma la tectónicas de placas, e indirectamente el clima a escala geológica, así como el desplazamiento de los continentes, se nos atoja hoy por hoy sorprendente. Lógicamente, habrá que esperar a que futuras investigaciones nos ofrezcan respuestas solidamente basadas en evidencias científics más corroboradas. Ahora bien, se trata de una hipótesis fascinante.

Juan José Ibáñez

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Ciclo Gomal de Carbono y el Manto Terrestre. Fuente: India Talkies

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Diamantes que traen noticias de las profundidades de la Tierra

Unos pocos diamantes de una mina de Brasil, con algunas impurezas microscópicas que tal vez les quiten valor para los gemólogos, se han convertido en auténticas piedras preciosas para un equipo de científicos que han sabido leer en ellos la información que traen de las profundidades de la Tierra. Son unos diamantes poco comunes, formados a casi 700 kilómetros de profundidad, en lugar de a unos 200 kilómetros, como la mayoría de las gemas de este tipo.

FUENTE | El País; 21/09/2011

Pero, para los investigadores, lo que resulta llamativo es que estas piedras de la mina de Juina muestran que el ciclo del carbono (la interacción que normalmente se da entre la atmósfera, los océanos y la corteza terrestre) se extiende mucho más de lo que se pensaba, alcanzando el manto inferior del planeta. No hay que olvidar que los diamantes son una determinada cristalización de átomos de carbono que se forma en precisas condiciones químico-físicas de altas presiones y temperaturas.

Los científicos saben cómo está hecha la Tierra por dentro, sobre todo, con técnicas de sismología, descifrando como se propagan las ondas sísmicas en diferentes materiales y capas del interior del planeta. Pero las tomas de muestras directas del subsuelo proceden de solo unos pocos kilómetros de profundidad, extraídas de los pozos de prospección geológica. Los diamantes superprofundos son, por tanto, testigos de excepción de lo que pasa en la Tierra hasta el manto, la capa que se extiende desde unos 10 kilómetros bajo la superficie hasta unos 2.900 kilómetros.

Michael Walter (Universidad de Bristol, Reino Unido) y sus colegas de Brasil y de EE.UU., examinaron miles de diamantes de Juina y encontraron seis prometedores por las inclusiones, o impurezas, que tenían. Estos minerales atrapados en las gemas son indicadores para poder reconstruir su historia. “Las inclusiones en los diamantes son fantásticas para estudiar la parte inaccesible de las profundidades de la Tierra, algo así como estudiar insectos extinguidos y conservados en ámbar“, dice Walter.

El origen de los diamantes de Juina se remonta al material orgánico y mineral acumulado en el suelo oceánico que se hundió hasta el manto superior terrestre por la dinámica de las placas tectónicas. La proporción de isótopos de carbono en cuatro de los diamantes analizados apunta hacia ese origen en la corteza oceánica. Pero las inclusiones de las piedras son testigo de minerales que se forman cuando los basaltos se funden y cristalizan en condiciones extremas de presión y temperatura del manto inferior (más de 660 kilómetros), y no a 200 kilómetros de profundidad como la mayoría de los diamantes. Esas impurezas analizadas por los investigadores son granitos minerales que miden de una a dos centésimas de milímetro.

Después de haberse formado en el manto inferior, con las inclusiones, mecanismos geológicos como las columnas emergentes del manto inferior al superior transportarían aquellos diamantes, que subirían finalmente hasta el subsuelo de Brasil en las rocas volcánicas llamadas kimberlitas, de las que se obtienen estas gemas. Pese a su origen profundo, las piedras de Juina son comparativamente jóvenes, ya que se formaron hace solo unos 100 millones de años, mientras que la mayoría de los diamantes de alta calidad tiene entre 1.000 y 3.500 millones de años, y tienen un origen más superficial, explica The New York Times.

En resumen, el carbono del material orgánico depositado en el fondo oceánico emprendió un largo viaje hacia el manto terrestre y volvió a subir en forma de diamantes. Esto extiende el ciclo del carbono considerablemente. “La investigación muestra el alcance de ciclo del carbono a escala de todo el planeta, conectando procesos químicos y biológicos que ocurren en la superficie y en los océanos con el interior de la Tierra“, señala Nick Wiggintong, de la revista Science, en la que Walter y sus colegas han presentado su investigación de los diamantes superprofundos de Juina. “Los resultados dan una perspectiva más amplia del planeta Tierra como un sistema integrado, dinámico“, añade.

Se conocían ya estudios sismológicos que indicaban que el ciclo del carbono llegaría al manto superior terrestre, hasta unos 400 kilómetros de profundidad, donde grandes placas de la corteza oceánica, con sedimentos ricos en carbono, se hundirían y se mezclarían con rocas fundidas del manto. También había algunos estudios sismológicos y geoquímicos que apuntaban hacia mayores profundidades, hasta el manto inferior, pero obtener muestras en forma de rocas es muy difícil y los diamantes de Juina son una prueba directa.

El manto terrestre es el mayor depósito de carbono del planeta y sabemos muy poco de él“, señala Walter. Dado que el ciclo del carbono es una de las pesadillas de los científicos del clima por su complejidad y sus implicaciones en las concentraciones atmosféricas de gases de efecto invernadero, cabe pensar si los diamantes superprofundos de Brasil tienen también implicaciones en el calentamiento global. “Esto no va a influir en el clima de mañana, pero lo que nuestros resultados nos están diciendo es que el carbono de la superficie terrestre puede penetrar hasta el manto inferior, lo que puede ser un sumidero de carbono a largo plazo“, responde Walter.

Autor:   Alicia Rivera

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Comentarios

El ciclo del carbono es un ciclo biogeoquímico por el cual el carbono se intercambia entre la biosfera, la litosfera, la hidrosfera y la atmósfera de la Tierra. Los conocimientos sobre esta circulación de carbono posibilitan apreciar la intervención humana en el clima y sus efectos sobre el cambio climático.

El carbono (C) es el cuarto elemento más abundante en el Universo, después del hidrógeno, el helio y el oxígeno (O). Es el pilar de la vida que conocemos. Existen básicamente dos formas de carbono: orgánica (presente en los organismos vivos y muertos, y en los descompuestos) y otra inorgánica, presente en las rocas.

En el planeta Tierra, el carbono circula a través de los océanos, de la atmósfera y de la superficie y el interior terrestre, en un gran ciclo biogeoquímico. Este ciclo puede ser dividido en dos: el ciclo lento o geológico y el ciclo rápido o biológico.

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