ENIGMAS. Extrañas manchas en el manto de la Tierra son reliquias de una colisión masiva

Extrañas manchas en el manto de la Tierra son reliquias de una colisión masiva

 

El protoplaneta Theia, que tenía aproximadamente el tamaño de Marte, chocó contra la protoTierra hace 4.500 millones de años (impresión artística). Imagen: Hernán Cañellas

El impacto con un cuerpo llamado Theia hace 4.500 millones de años dejó restos en las profundidades de la Tierra y también creó la Luna.

03 noviembre 2023.- Durante décadas, los científicos han estado desconcertados por dos grandes y misteriosas manchas en el manto de la Tierra . Estas formaciones rocosas tienen miles de kilómetros de largo y son ligeramente más densas que su entorno , lo que da a entender que están hechas de un material diferente al del resto del manto.

Nuevos modelos informáticos respaldan una dramática historia del origen de estas extrañas manchas: son artefactos de una gigantesca colisión hace 4.500 millones de años entre la Tierra primitiva y otro planeta joven; la misma colisión que se cree que formó la Luna . El modelo sugiere que este violento encuentro provocó que el material del mundo impactante, llamado Theia , se incrustara en la mitad inferior del manto de la Tierra. La colisión también provocó que algunos de los restos de Theia fueran lanzados a órbita; estos finalmente se fusionaron en la Luna.

La idea de que las anomalías del manto sean restos de Theia no es nueva, pero este artículo es el primero que realmente toma en serio esa noción. El estudio aparece publicado en Nature .

Colisión cósmica

Una colisión gigante entre la joven Tierra y un protoplaneta más pequeño ha sido durante mucho tiempo la teoría predominante sobre la formación de la Luna. Tal origen explicaría características como la falta de muchos compuestos volátiles en la Luna, que se habrían vaporizado durante la colisión con la Tierra.

Un impacto tan enorme en las primeras etapas del desarrollo de la Tierra debería haber dejado algunas huellas. Yuan y sus colegas se preguntaron si esos rastros podrían incluir regiones extrañas en el manto de la Tierra, la capa entre la corteza y el núcleo. Los científicos llaman a estas formaciones grandes provincias de baja velocidad, porque las ondas sísmicas viajan más lentamente a través de ellas que a través del resto del manto.

Los investigadores realizaron simulaciones por computadora de la interacción entre el manto de Theia y el de la Tierra desde el momento de la colisión hasta el presente. Esto demostró que parte del material de Theia inicialmente se hundió hasta la parte inferior del manto de la Tierra y que más de Theia se acumuló allí con el tiempo, formando las manchas. Los autores informaron de estos resultados en una reunión de ciencia planetaria en 2021.


Para su último trabajo, los autores ampliaron sus modelos. Descubrieron que la energía del choque planetario habría derretido parcialmente el manto de la Tierra, que entonces habría tenido dos capas: una superior fundida y una inferior mayoritariamente sólida.

La capa fundida superior habría hecho girar algo de material de Theia hacia el de la Tierra. Pero otro material del protoplaneta se habría hundido a través de la porción fundida del manto y se habría alojado en la capa inferior. Con el tiempo, los restos de Theia habrían formado dos manchas separadas. Mientras tanto, se puso en órbita aún más material y se formó la Luna.

Comparando manto y Luna

El modelo no es una prueba irrefutable de que las anomalías del manto sean restos de Theia, pero los autores del estudio han "demostrado que [el escenario] puede tomarse en serio. No es sólo una idea descartable, que es más o menos lo que creo que era antes de este trabajo". El siguiente paso será validar los modelos comparando muestras de rocas del manto con algunas de la Luna.

Maxim Ballmer, geodinámico del University College de Londres, no está seguro de que esta idea de las anomalías del manto se mantenga. El modelo “definitivamente necesita ser probado”, afirma Ballmer. "Pero sí creo que es una idea que vale la pena seguir".

Se espera que esta y otras investigaciones posteriores puedan arrojar luz sobre lo que ha hecho que la Tierra sea tan única: factores que podrían incluir la colisión con Theia. Este estudio, sugiere que “este impacto gigante [creó] algunas heterogeneidades en la Tierra que pueden durar miles de millones de años”.

Referencias

  1. 1. Yuan, Q. et al. Nature 623, 95–99 (2023). Artículo  

  2. 2.Yuan, Q., Li, M. M., Desch, S. J. & Ko, B. in 52nd Lunar and Planetary Science Conference LPI Contrib. No. 2548 (2021).

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