VIAJE AL CENTRO DE LA TIERRA: MINERALES EXÓTICOS EN EL MANTO OCEÁNICO

La visión tradicional de la geología ve la Tierra desde la superfície, considerando solo los procesos que ocurren en la corteza, totalmente desconectados del manto y viendo a este como una caja negra (y a menudo inexplorada).

Capas de la Tierra según su comportamiento químico y dinámico. por: Nia Schamuells

Sin embargo, entender los procesos que ocurren en el manto es fundamental para poder comprender lo que observamos en la corteza, desde los volcanes a la formación de cordilleras. Tenemos que ver la Tierra como un sistema global con relaciones a todos los niveles.

Pero…¿Cómo podemos estudiar el manto si este se encuentra a más de 10 km de profundidad? Es posible obtener muestras del manto de dos maneras principales:

  • Xenolitos: son trozos de manto que, durante una erupción volcánica se rompen y se pueden encontrar en las rocas volcánicas en superficie. Los xenolitos nos dan información del manto actual pero sin relaciones espaciales.
  • Ofiolitas: son secuencias de litosfera oceánica que se han obducido durante procesos de convergencia de placas. Las ofiolitas normalmente representan la parte superior del manto (peridotitas) y la corteza oceánica (gabros, dicos de diabasas, pillow lavas y rocas sedimentarias de fondo marino). Las ofiolitas nos dan información espacial pero normalmente son rocas fuertemente alteradas.

Fragmentos de xenolito (dunita)

Ofiolitas y cromititas

Las ofiolitas son secuencias de roca que representan la litosfera oceánica, y por lo tanto se han formado a baja presión. Dentro de la parte mantélica, es decir las peridotitas, encontramos cuerpos de rocas monominerálicas que se llaman cromititas. Estas rocas están formadas básicamente de cromita y son una fuente importante de cromo para nuestra sociedad.

En los últimos años se han encontrado minerales “exóticos” en estas cromititas ofiolíticas que incluyen minerales:

  • Minerales indicadores de ultra-alta presión (UAP): el principal mineral indicador de estas condiciones es el diamante pero también se han encontrado otras fases como coesita, que es un polimorfo de alta presión del cuarzo.
  • Fases super-reducidas (SuR): estas incluyen carburos, como la moissanita (SiC), nitruros, fosfuros…
  • Minerales típicos de la corteza continental: circón, cianita, andalucita, cuarzo, feldespato potásico…

 Después de los primeros descubrimentos de estas fases en cromititas del Tibet y de los Urales Polares, toda una comunidad científica empezó a (re)investigar cromititas de todo el mundo para indentificar estas fases. De modo, que hay un proyecto de la UNESCO activo para entender estas fases “exóticas” con investigadores de todo el mundo.

Para poder explicar la presencia de estas fases que indican ultra-alta presión o condiciones super-reducidas en las cromititas se han propuesto modelos muy “visionarios” como el reciclaje de las cromititas mediante subducción hasta la zona de transición del manto (410-600 km) y posterior ascenso. En la zona de transición las cromititas encapsularían los minerales de ultra-alta presión y las fases super-reducidas, ya que las condiciones de fugacidad de oxígeno son extremadamente bajas en este horizonte. Otro modelo explica que los granos de cromita se forman a esta profundidad (410-600 km) y luego son arrastrados por plumas mantélicas hasta zonas más someras. A parte de estos dos modelos hay otros que incluso evocan que estas fases se forman por impactos de rayos de tormenta sobre los macizos ofiolíticos. De todos modos, es muy difícil de entender que estos cuerpos de roca puedan subducir a tanta profundidad (más allá del infierno) y volver a salir, o que una espinela se forme en la zona de transición del manto, o que… y es que ¡quedan muchas preguntas por responder!

Ofiolita de Bou Azzer (Marruecos). Fotografía y foto de portada de Lidia Butjosa.

Es por esto que en la Universitat de Barcelona investigamos sobre este tema, en concreto en la zona del Caribe, donde afloran muchas ofiolitas y cuerpos de cromitita. De momento hemos encontrado minerales exóticos de este tipo (diamante, moissanita, circón, etc.) en México, Cuba y República Dominicana, y, para poner más leña en el fuego, nuestras investigaciones sugieren que las condiciones de alta presión no son necesarias para formar estos minerales…¿Queeeee? ¿Pero no quedamos que tenemos diamante que indica ultra-alta presión? Pues no, parece que el diamante y otras fases como la moissanita se pueden también formar a baja presión durante los procesos de serpentinización (alteración) de las ofiolitas. Esto es porqué cuando de infiltran fluidos ricos en C-H-O a baja presión en rocas ricas en olivino como son las peridotitas, se producen reacciones de hidratación y estas producen gases como el hidrogeno que, cuando se encuentra en inclusiones dentro del olivino, da lugar a metano y a condiciones super-reductoras. De hecho, la formación de metano durante la serpentinización se considera un posible origen de la vida terrestre, pero esto ya lo dejamos para otro día…

En resumidas cuentas. parece que esto no termina nunca. Podemos concluir que las ofiolitas de la zona del Caribe no experimentaron condiciones de ultra-alta presión y, que los minerales exóticos en estos tipos de roca se pueden formar a baja presión durante la serpentinización.

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