Material del núcleo terrestre se transfiere a la base de corrientes ascendentes del manto hasta la corteza terrestre, en un proceso que ha funcionado durante los últimos 2.500 millones de años.
Así lo sugiere un estudio publicado en 'Geochemical Perspectives Letters', cuyos autores observaron variaciones muy pequeñas en la proporción de isótopos del elemento tungsteno.
La química en el núcelo de la Tierra está dominada por el hierro y el níquel, junto con elementos como el tungsteno, el platino y el oro que se disuelven en la aleación de hierro y níquel. Por lo tanto, los elementos afines a la aleación de metal son una buena opción para investigar los rastros del núcleo.
El tungsteno (símbolo químico W) como elemento base tiene 74 protones. El tungsteno tiene varios isótopos, incluidos 182W (con 108 neutrones) y 184W (con 110 neutrones).
Estos isótopos del tungsteno tienen el potencial de ser los trazadores más concluyentes del material del núcleo, ya que se espera que el manto tenga relaciones de 182W/184W mucho más altas que el núcleo.
Esto se debe a otro elemento, el hafnio (Hf), que no se disuelve en la aleación de hierro-níquel y está enriquecido en el manto, y tenía un isótopo ahora extinto (182Hf) que decayó a 182W. Esto le da al manto 182W extra en relación con el tungsteno en el núcleo.
La nueva investigación, --liderada por Hanioka Rizo, de la Universidad de Ottawa-- muestra un cambio sustancial en la relación 182W / 184W del manto durante la vida de la Tierra. Las rocas más antiguas de la Tierra tienen 182W/184W significativamente más altas que la mayoría de las rocas de la Tierra moderna.
El cambio en la relación de 182W/184W del manto indica que el tungsteno del núcleo ha estado goteando en el manto durante mucho tiempo, según el nuevo estudio.
Curiosamente, en las rocas volcánicas más antiguas de la Tierra, durante un período de tiempo de 1.800 millones de años, no hay cambios significativos en los isótopos de tungsteno del manto. Esto indica que de hace 4.300 a 2.700 millones de años, poco o ningún material del núcleo se transfirió al manto superior.
Pero en los 2.500 millones de años subsiguientes, la composición de isótopos de tungsteno del manto ha cambiado significativamente. Inferimos que un cambio en la tectónica de placas, hacia el final del Eón Arcaico de hace unos 2.600 millones de años, provocó corrientes convectivas suficientemente grandes en el manto para cambiar los isótopos de tungsteno de todas las rocas modernas.
Como causa del fenómeno, los experimentos realizados por los investigadores muestran que el aumento de la concentración de oxígeno en el límite entre el núcleo y el manto podría hacer que el tungsteno se separe del núcleo hacia el manto.
Alternativamente, la solidificación del núcleo interno también aumentaría la concentración de oxígeno del núcleo externo. En este caso, lo nuevos resultados podrían decirnos algo sobre la evolución del núcleo, incluido el origen del campo magnético de la Tierra.
