Resumen:
El equipo de investigación analizó un trozo de eclogita recolectada en la isla Goodnough en Papúa Nueva Guinea y reconstruyó su proceso de hundimiento con la placa subductora hace unos 4,4 millones de años, penetrando profundamente en el manto y luego regresando a la superficie. El granate de la roca está envuelto con una pequeña coesita. Este mineral requiere una presión extremadamente alta para formarse, lo que demuestra que la roca se ha hundido a una profundidad de al menos 90 kilómetros; Se estima que la temperatura local es de unos 800 grados centígrados.
El récord de temperatura dejado por las rocas muestra que el gradiente geotérmico en las primeras etapas de la subducción fue mayor de lo esperado por los modelos actuales: a una profundidad de unos 45 kilómetros, la temperatura alcanzó unos 700 grados centígrados, que es sólo unos 100 grados centígrados más baja que a una profundidad de 90 kilómetros. Los investigadores creen que el estado térmico que experimentan las rocas cuando se hunden es relativamente caliente al principio y luego pasa a un ambiente de subducción relativamente frío; el "frío" aquí significa que la temperatura correspondiente a la unidad de profundidad es menor, y no significa que la temperatura de la roca disminuye a medida que se profundiza. El estudio también especula que la velocidad de inmersión vertical podría superar los 60 milímetros por año en el último período.
La investigación fue publicada en Nature Earth Science. El equipo siguió la evolución de la presión y la temperatura de esta roca analizando las inclusiones minerales en el granate, las condiciones de temperatura y presión y la edad del uranio-plomo del circonio. La muestra fue recolectada ya en 2003 durante una expedición científica. Con la ayuda de técnicas de análisis posteriores, los investigadores pudieron reconstruir su recorrido subterráneo con más detalle.
El equipo de investigación propuso dos posibles explicaciones: la fricción de corte causada por el deslizamiento del límite de la placa puede hacer que la parte poco profunda de la subducción sea más caliente de lo estimado previamente; También puede ser que esta zona de subducción más joven aún no se haya desarrollado hasta una etapa estable y, por lo tanto, aún no se haya enfriado a la temperatura predicha por el modelo de zona de subducción madura. Los dos factores también pueden funcionar al mismo tiempo. Por ahora estas siguen siendo hipótesis explicativas.
Las zonas de subducción son áreas importantes para fuertes terremotos y actividades volcánicas. También aportan carbono y otros materiales al manto y participan en el ciclo del carbono a largo plazo de la Tierra. Los investigadores señalaron que esta roca muestra que la temperatura y presión máximas cuando se formó la roca profunda pueden no ser suficientes para restaurar su proceso de hundimiento anterior; Se espera que datos más completos de la historia térmica ayuden a mejorar los modelos de terremotos, actividad volcánica y ciclo geoquímico.
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