Científicos descubren que cristales gigantes de bridgmanita podrían haber moldeado la estructura temprana de la Tierra
Un estudio publicado en la revista Nature revela que la formación de cristales de bridgmanita de tamaño inusualmente grande podría haber sido clave en la segregación del océano de magma primordial de la Tierra, ofreciendo una nueva perspectiva sobre cómo se formó la estructura interna del planeta.
Investigadores han descubierto que la bridgmanita, el mineral dominante del manto inferior terrestre, podría haber formado cristales de tamaño extraordinario durante la solidificación del océano de magma primordial, según revela un estudio publicado el 21 de enero en la revista Nature.
Utilizando simulaciones de dinámica molecular a gran escala con hasta un millón de átomos, impulsadas por potenciales de aprendizaje automático, un equipo internacional de científicos demostró que las energías interfaciales entre cristal y magma del MgSiO3 (bridgmanita) aumentan sustancialmente con la presión, superando las de sistemas silicato-líquido a presión ambiente hasta por un factor de diez.
"En un océano de magma basal profundo, esta energía interfacial amplificada, combinada con el potencial enfriamiento lento, podría permitir la formación de cristales de bridgmanita inusualmente grandes, de tamaños que podrían alcanzar escalas de centímetros a metros", explica el estudio liderado por Jie Deng, según se detalla en la publicación.
Los investigadores señalan que estos cristales potencialmente grandes podrían haber impulsado una cristalización fraccionada eficiente, causando una diferenciación química sustancial y compactación del manto. Este mecanismo proporcionaría una nueva vía física que vincula las propiedades del material del manto inferior con la estratificación temprana de la Tierra.
El océano de magma primordial, que probablemente existió como resultado del intenso calor generado durante la formación del planeta, habría sido un factor determinante en la evolución química y dinámica a largo plazo de la Tierra. La solidificación de este océano de magma se considera fundamental para comprender cómo se estableció la arquitectura composicional inicial del interior terrestre.
La investigación combina técnicas avanzadas como simulaciones de dinámica molecular a gran escala, muestreo mejorado y potenciales de aprendizaje automático para superar las limitaciones experimentales que han impedido hasta ahora el estudio del comportamiento de nucleación de la bridgmanita a presiones extremas.
"Nuestros hallazgos ofrecen una hipótesis plausible que conecta procesos de nucleación microscópicos con la estructura planetaria macroscópica, refinando las visiones actuales de cómo el interior de la Tierra adquirió su arquitectura composicional inicial", concluyen los autores del estudio.
Esta investigación motiva futuros modelos geodinámicos que incorporen explícitamente el superenfriamiento, la convección composicional y el fraccionamiento elemental, lo que podría proporcionar una comprensión más completa de los procesos que dieron forma a nuestro planeta en sus primeras etapas de formación.
El estudio tiene implicaciones significativas para la comprensión de la heterogeneidad del manto inferior actual y podría ayudar a explicar algunas de las anomalías sísmicas observadas en las profundidades de la Tierra.
