El manto (Earth s Mantle)

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Natividad Benítez Correa
hace 6 años
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2 El manto (Earth s Mantle) Está entre la corteza y el núcleo. Comprende los 40 km a los km. Consiste en rocas de densidad intermedia, la mayoría compuestos de O con Mg, Fe y Si.

Está formada por Si, Al, Fe, Ca, Mg, Na, K combinados con O.

3 Las rocas ligeras flotaron en la superficie del oceano de magma. La corteza,formada por materiales ligeros con temperatura de fusión baja, tiene ~40 km de espesor. Está formada por Si, Al, Fe, Ca, Mg, Na, K combinados con O. Los fragmentos de la corteza zircones de 4,3-4,4 Kma encontrados recientemente en WAu. Significa que la tierra Corteza se enfrió terrestre lo suficiente para formar una corteza (Earth s sólida sólo Crust) unos 100 Ma después del gran impacto de la luna.

4 cuándo, cómo, dónde? Fue común la vida en el Hadico? Primeras evidencias Metodología de trabajo Hay suficientes datos? P&D biosfera: El fenómeno de la vida en la tierra 4

El Uranio en rocas y cristales antiguos se mide con nuevas técnicas La nueva técnica es tomografía de atómica, aplicada por el equipo de John Valley

5 El Uranio en rocas y cristales antiguos se mide con nuevas técnicas La nueva técnica es tomografía de atómica, aplicada por el equipo de John Valley en las Jack Hills. Ahora investigan todos los circones del mundo Zircon Giga-años=Ga=Miles de millones de años=mka P&D biosfera: Origen de la Tierra 5

.. los circones más antiguos se han datado en torno a 4,4 Kma en el cratón de Australia Occidental) En sus primeros 1000 Ma de evolución la Tierra está sacudida por eventos catastróficos: -

6 HÁDICO 4,55-3,8 Kma=Ga Hades= mundo subterraneo mitológico donde habitaban los espíritus de los muertos: el infierno de la Tierra... rocas superficiales basálticas acribilladas desde el espacio por meteoritos y planetoides... Por definición, no puede haber huellas de esas rocas... los circones más antiguos se han datado en torno a 4,4 Kma en el cratón de Australia Occidental) En sus primeros 1000 Ma de evolución la Tierra está sacudida por eventos catastróficos: - impactos meteoríticos, - hundimiento de metales densos (se origina el núcleo férrico) - flotación de materiales menos densos (originan una corteza incipiente que se destruye y recicla) - escape de gases (originarán la atmósfera y la hidrosfera primitivas) P&D biosfera: Origen de la Tierra 6

7 El cristal más antiguo: circón. Tiene 4,400 KMa El año pasado, en la revista Nature se presentó el cristal de circón de las Jack Hills, en australia occidental. El autor es John Valley y colegas, profesor de Geología El cristal, que contiene U, se formó poco después de la formación de la primera corteza. P&D biosfera: Origen de la Tierra 7

Las rocas más antiguas: 4,28 KMa Norte de Quebec, Hudson, Canadá, 40 km al sur de Inukjuak, Nuvvuagittuq La edad se ha medido isotópicamente con Neomidio-142.

8 Las rocas más antiguas: 4,28 KMa Norte de Quebec, Hudson, Canadá, 40 km al sur de Inukjuak, Nuvvuagittuq La edad se ha medido isotópicamente con Neomidio-142. La vida media del 60Nd es de 4,1 Kma por lo que no se había podido aplicar hasta ahora Los gneisses de Acasta, Canada Envejecen la primera corteza (300 Ky) Conocidas como "falsasamfiboliltas ", o gneisses pueden ser las primeras rocas formadas en la corteza primaria de la Tierra. La primera que se formó al enfriarse la tierra Los descubridores fueron el doctorando J. O Neil, y los Drs. R. Carlson, K. Stevenson (Quebec U) y Don Francis, este último, autor de la foto, profesor de la Universidad McGill. P&D biosfera: Origen de la Tierra 8

Geoquímica de la corteza primigenia: Se detecta actividad tectonica y volcánica de hace 3,8 KMa 18/1/2013 En el SW de Groenlandia: Foto de Jacques Descloitres, MODIS Land Rapid Response Team, NASA

9 Geoquímica de la corteza primigenia: Se detecta actividad tectonica y volcánica de hace 3,8 KMa 18/1/2013 En el SW de Groenlandia: Foto de Jacques Descloitres, MODIS Land Rapid Response Team, NASA Visible Earth Carnegie Institution La composición geoquímica de las viejas rocas de Groenlandia se asemeja a la de los modernos arcos isla oceánicos como Hawai. P&D biosfera: Origen de la Tierra 9

10 La tierra primordial Natonal Geographic Roca y Gases P&D biosfera: Origen de la Tierra 10

.. inicio de la tectónica de placas - El PROTEROZOICO (anterior a la vida), hasta 545 Ma Conocimiento parcial a partir de escasos

11 EL PRECÁMBRICO abarca 4 KMa de Historia de la Tierra, representa tres de sus cuatro eones: - El HÁDICO hasta 3,8 KMa... primera corteza estable - El ARCAICO hasta 2,5 KMa... inicio de la tectónica de placas - El PROTEROZOICO (anterior a la vida), hasta 545 Ma Conocimiento parcial a partir de escasos datos: Rocas antiguas, sujetas a intensos cambios... dominan las rocas metamórficas muy deformadas, en las que se han destruido las señales primarias originales como los ambientes sedimentarios P&D biosfera: Origen de la Tierra 11

12 el primer continente de la Tierra pudo haberse formado como la actual Islandia Los gneisses de Canada tienen una geoquímica similar, se caracterizan por ser ricas en Fe, bajo O y tierras raras. J. Reimink et al, Nat. Geosci., 2013, DOI: /ngeo2170 P&D biosfera: Origen de la Tierra 12

13 Las formaciones de hierro bandeado: BIF Muestra de mano de una BIF. Son rocas sedimentarias. El Fe se concentra en las bandas claras y oscuras. Las bandas rojizas y anaranjadas son materiales detrítico-silíceos con altos contenidos ferruginosos (que le dan esos colores). Los colores dorados pertenecen a ojos de tigre, una variedad de la calcedonia (Silíceo). Autor: Maitri. P&D biosfera: Origen de la Tierra 13

Las FORMACIONES DE HIERRO BANDEADO (banded iron formations: BIF s): son rocas ferruginosas con máximo desarrollo entre 3,8 Kma y 600 Ma Consisten en una alternancia de capas (mm a m) de óxidos de Fe

14 Las FORMACIONES DE HIERRO BANDEADO (banded iron formations: BIF s): son rocas ferruginosas con máximo desarrollo entre 3,8 Kma y 600 Ma Consisten en una alternancia de capas (mm a m) de óxidos de Fe (hematites, magnetita) y cherts; constituyen la mayor reserva de Fe a escala global La liberación y el transporte del hierro en soluciones acuosas (mares, rios) se explica por una atmósfera con menos oxígeno (reduce los valores de Eh) y más CO 2... Su precipitación en las zonas someras puede ser el resultado de la producción local de oxígeno por fotosíntesis (mayor oxidación en las zonas de mayor proliferación de la vida) ARCAICO PROTEROZOICO P&D biosfera: Origen de la Tierra 14

15 Cómo? Entre 3,8 a 2 Kma hay rocas que precisan la presencia de vida para explicarse? Qué sabemos de la vida en la tierra primigenia hasta ahora? qué necesitamos saber para indagar en su remoto origen? por dónde empezamos? P&D biosfera: Origen de la Tierra 15

16 Génesis de las BIF Son resultado de los ambientes de la antigua superficie terrestre, y requieren de unas condiciones redox y vías de transporte del hierro muy diferentes a las que hay en la actualidad. La ausencia de elementos detríticos en estas rocas indica que se depositaron por debajo del nivel de base del oleaje. Para su formación se requiere la presencia de Fe 2+ (hierro en estado reducido) disuelto en el agua, por lo que es muy importante conocer las fuentes del mismo. Actualmente, tanto la magnetita como la siderita son los mayores proveedores de Fe 2+. P&D biosfera: Origen de la Tierra 16

Teorías Origen biológico: supone que las bacterias fotosintéticas fueron muy importantes para la génesis de las BIF, puesto que al producir oxígeno libre, éste oxidaría el Fe 2+ disuelto en las aguas

17 Teorías Origen biológico: supone que las bacterias fotosintéticas fueron muy importantes para la génesis de las BIF, puesto que al producir oxígeno libre, éste oxidaría el Fe 2+ disuelto en las aguas muy abundante en las épocas anteriores a 1,8 KMa que pasaría a ser Fe 3+ (estado oxidado del hierro). Se debió de producir a gran escala hace 2,4 KMa, en lo que se conoce como la Gran Oxidación. P&D biosfera: Origen de la Tierra 17

Como el Fe 3+ es insoluble en el agua, se depositaría en los fondos marinos y de aguas continentales, dando origen a los minerales de hierro de las BIF.

18 Como el Fe 3+ es insoluble en el agua, se depositaría en los fondos marinos y de aguas continentales, dando origen a los minerales de hierro de las BIF. La alternancia de bandas de hierro y bandas no férricas puede explicarse por fluctuaciones en la cantidad de cianobacterias, reduciéndose su número al contaminarse el agua cuando la cantidad de oxígeno era tan abundante que el hierro disuelto no podía neutralizarlo. Otra hipótesis sugiere que los bandeados se producían por cambios estacionales en la temperatura del agua. P&D biosfera: Origen de la Tierra 18

19 Pero y las formaciones más antiguas? La presencia de cianobacterias explica satisfactoriamente las BIF que se depositaron a partir de la Gran Oxidación, pero este modelo no sirve para formaciones más antiguas, debido a la poca abundancia de oxígeno. P&D biosfera: Origen de la Tierra 19

20 Cómo? Entre 3 a 2 KMa hay rocas que precisan la presencia de vida para explicarse? Qué sabemos de la vida en la tierra primigenia hasta ahora? qué necesitamos saber para indagar en su remoto origen? por dónde empezamos? P&D biosfera: Origen de la Tierra 20

21 De la geoquímica a la bioquímica qué significa la presencia de un circón más antiguo que la roca que lo contiene? El circón revela además que el granito, el magma en el que cristalizó, se formó en unos 100 Ma P&D biosfera: El fenómeno de la vida en la tierra 21

22 respuestas fue el Hádico tan duro como lo pintan? Afloramiento de las Jack Hills, Australia occidental. Tienen unos 3 Kma. Las rocas son ricas en hierro, como puede verse en la foto.

24 Formaciones de Hierro Bandeado Las BIF: Una forma de explicar la oxidación del hierro en un momento anterior al evento de la Gran Oxidación sería mediante la acción de bacterias fototróficas anoxigénicas (BAFAS), un tipo de bacterias que realizan la fotosíntesis (utilizan la luz como fuente de energía) sin producir oxígeno. Las BAFAS tienen clorofila, bacterioclorofila, diferente a la de las plantas Utilizan azufre, hidrogeno y otros compuestos en la fotosíntesis, exclusivo de los procariotas.

25 Vale, no había oxígeno pero ya había vida? existían ya las bacterias anoxigénicas En la actualidad hay bacterias anoxigénicas presas bajo el hielo glaciar. Ej.: Taylor

26 Oxido de hierro poco soluble en el glaciar Taylor BIF también: En ambientes glaciales En ambientes lacustres En ambientes hidrotermales y volcánicos En ambientes evaporíticos

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