manto primitivo

En geoquímica , el manto primitivo (también conocido como la Tierra silicatada global ) es la composición química del manto terrestre durante la etapa de desarrollo entre la diferenciación núcleo-manto y la formación de la corteza continental temprana . La composición química del manto primitivo contiene características tanto de la corteza como del manto. ^{[ 2 ]}

Una hipótesis científica aceptada postula que la Tierra se formó por acreción de material con composición condrítica mediante impactos con planetesimales diferenciados. Durante esta fase de acreción, la diferenciación planetaria separó el núcleo terrestre , donde se acumularon elementos siderófilos metálicos pesados , del manto primitivo circundante no diferenciado. ^{[ 3 ]} Posteriormente, se produjo una mayor diferenciación, creando los distintos reservorios químicos de la corteza y el manto, con la acumulación de elementos incompatibles en la corteza. ^{[ 4 ]}

Hoy en día, la diferenciación continúa en el manto superior , dando como resultado dos tipos de reservorios del manto: aquellos empobrecidos en elementos litófilos ( reservorios empobrecidos) y aquellos compuestos de material del manto "fresco" no diferenciado ( reservorios enriquecidos o primitivos) . ^{[ 5 ]} Las rocas volcánicas de las zonas de puntos calientes a menudo tienen una composición primitiva, y debido a que se supone que el magma en los puntos calientes fue llevado a la superficie desde las regiones más profundas del manto por plumas del manto , los geoquímicos suponen que debe haber un reservorio primitivo relativamente cerrado y muy indiferenciado en algún lugar del manto inferior . ^{[ 6 ]} Una hipótesis para describir esta suposición es la existencia de la capa D" en el límite núcleo-manto . ^{[ 7 ]}

Aunque la composición química del manto primitivo no se puede medir directamente en su origen, los investigadores han podido estimar sus características mediante diversos métodos. Una metodología consiste en el análisis de meteoritos condríticos que representan la composición química de la Tierra primitiva y la creación de modelos que utilizan las características químicas analizadas y supuestos que describen la dinámica del interior de la Tierra. Este enfoque se basa en la suposición de que los primeros cuerpos planetarios del Sistema Solar se formaron en condiciones similares, lo que les confiere composiciones químicas comparables. ^{[ 8 ]} La metodología más directa consiste en observar las tendencias en la composición química de las peridotitas del manto superior e interpretar la composición hipotética del manto primitivo a partir de estas tendencias. Esto se logra comparando las tendencias composicionales de la peridotita con la distribución de elementos litófilos refractarios (que no se ven afectados por la diferenciación núcleo-manto) en los meteoritos condríticos. Ambos métodos presentan limitaciones debido a los supuestos sobre el interior de la Tierra, así como a las incertidumbres estadísticas de los modelos utilizados para cuantificar los datos. ^{[ 2 ]}

Los dos enfoques detallados anteriormente arrojan porcentajes de peso que siguen las mismas tendencias generales cuando se comparan con el manto empobrecido (u homogéneo): el manto primitivo tiene concentraciones significativamente más altas de SiO₂ _{, Al₂O₃ ,} Na₂O y _CaO , y concentraciones significativamente más bajas de MgO. Más importante aún, ambos enfoques muestran que el manto primitivo tiene concentraciones mucho mayores de elementos litófilos refractarios (por ejemplo, Al, Ba, Be, Ca, Hf, Nb, Sc, Sr, Ta, Th, Ti, U, Y, Zr y elementos de tierras raras) . ^{[ 9 ]} Las concentraciones exactas de estos compuestos y elementos litófilos refractarios dependen del método de estimación utilizado. Los métodos que utilizan el análisis de peridotita arrojan un porcentaje de peso del manto primitivo mucho menor para SiO₂ _y porcentajes de peso del manto primitivo significativamente mayores para MgO y Al₂O₃ _que los _estimados utilizando el análisis directo de meteoritos condríticos. Las concentraciones estimadas de elementos litófilos refractarios obtenidas mediante los dos métodos también varían, generalmente entre 0,1 y 5 ppm. ^{[ 10 ]}

• Hipótesis del impacto gigante