FronterasDiferenciación temprana de la Tierra

El nacimiento y la infancia de la Tierra fue una época de profunda diferenciación que implicó una reorganización interna masiva en el núcleo, el manto y la protocostra, todo ello en unos pocos cientos de millones de años desde la formación del sistema solar (t0). Las pruebas físicas e isotópicas indican que la formación de núcleos ricos en hierro se produjo en general muy pronto en los planetesimales, los bloques de construcción de la proto-Tierra, en un plazo de unos 3 millones de años desde t0. Las etapas finales de la acreción planetaria terrestre implicaron impactos gigantes violentos y tremendamente energéticos entre objetos del tamaño de Mercurio a Marte con núcleo y embriones planetarios. Como consecuencia del calentamiento por impacto, la Tierra primitiva estuvo a veces parcial o totalmente fundida, lo que aumentó la probabilidad de un equilibrio de alta presión y alta temperatura entre los materiales que formaron el núcleo y el manto. El manto de silicato de la Tierra posee armoniosamente niveles de abundancia de los elementos siderófilos Ni y Co que pueden conciliarse mediante el equilibrio entre la aleación de hierro y el silicato en condiciones comparables a las esperadas para un océano de magma profundo. La solidificación de un océano magmático profundo posiblemente implicó la segregación de cristales y fundidos a altas presiones, pero la posterior agitación convectiva del manto podría haber borrado en gran medida la estratificación naciente. Sin embargo, las rocas primitivas del manto superior tienen aparentemente algunas proporciones de elementos litófilos refractarios no condríticos que pueden relacionarse de forma plausible con la diferenciación temprana de las fases del manto a ultra alta presión. Los efectos geoquímicos del fraccionamiento de los cristales en un océano magmático profundo están parcialmente limitados por la experimentación a alta presión. La comparación entre los modelos composicionales para el manto convectivo primitivo y la Tierra de silicatos en general permite, y posiblemente favorece, un fraccionamiento total del 10-15% de un conjunto del manto profundo compuesto predominantemente por Mg-perovskita y con cantidades menores pero geoquímicamente importantes de Ca-perovskita y ferropericlasa. El aislamiento a largo plazo de tal pila de cristales es generalmente consistente con las restricciones isotópicas para las relaciones Sm/Nd y Lu/Hf integradas en el tiempo en el manto superior moderno y podría explicar las características de algunos depósitos de isótopos del manto. Aunque todavía queda mucho por aprender sobre el período de formación más temprano en el desarrollo de la Tierra, una convergencia de argumentos teóricos, físicos, isotópicos y geoquímicos está empezando a producir un retrato autoconsistente de la Tierra naciente.

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