Un volcán submarino situado cerca de Mayotte ha revelado una señal química procedente de los primeros momentos de la Tierra. Las lavas recientes de Fani Maoré contienen la huella de un material formado hace más de 4.400 millones de años, cuando buena parte del planeta estaba cubierta por un inmenso océano de magma.
Conviene aclarar el dato más llamativo. Los científicos no han encontrado magma que haya permanecido líquido durante 4.500 millones de años, sino una pequeña proporción de material muy antiguo conservada en la fuente profunda de las lavas actuales. La diferencia parece pequeña, pero cambia por completo lo que significa el descubrimiento.
Un volcán frente a Mayotte
Fani Maoré se formó durante la crisis sísmica y volcánica que afectó a Mayotte entre 2018 y 2021. El edificio se encuentra a unos 55 kilómetros al este de la isla y su actividad fue descubierta después de meses de terremotos que desconcertaron a la población y movilizaron varias campañas oceanográficas.
Cuando fue cartografiado en 2019, el volcán superaba los 800 metros de altura y se levantaba en una zona situada a unos 3.500 metros de profundidad. No era precisamente una pequeña grieta en el fondo del mar. La erupción terminó creando uno de los volcanes submarinos recientes mejor estudiados del planeta.
El nuevo trabajo analizó 13 muestras de basanita recogidas en Fani Maoré y otras ocho rocas de la zona oriental de Mayotte. Las muestras fueron recuperadas mediante dragados durante diferentes expediciones científicas. Ahí comenzó el viaje hacia una historia muchísimo más antigua que la propia erupción.
La pista del neodimio
El equipo buscó variaciones diminutas en los isótopos del neodimio, un elemento que funciona como una especie de reloj químico del manto. En concreto, midió la relación del neodimio 142 con otros isótopos mediante espectrometría de masas de ionización térmica.
La técnica permitió detectar diferencias de apenas unas partes por millón. Las lavas de Fani Maoré mostraron un exceso medio de neodimio 142 de unas 3,2 partes por millón frente al material utilizado como referencia. Parece una cifra insignificante, pero la señal fue estadísticamente sólida. No es poca cosa.
Las muestras obtenidas en el flanco de Mayotte no mostraron la misma anomalía con tanta claridad. Eso ayudó a los investigadores a descartar que el resultado fuera simplemente un rasgo común de todas las rocas volcánicas de la zona.
Qué edad tiene realmente
El neodimio 142 se formó a partir del samario 146, un isótopo radiactivo que desapareció muy pronto en la historia del planeta. Su vida media era de unos 92 millones de años, por lo que dejó de producir cantidades apreciables de neodimio 142 durante las primeras etapas de la Tierra.
Por eso, una anomalía de este tipo apunta a procesos ocurridos durante los primeros cientos de millones de años del planeta. No puede explicarse únicamente mediante una modificación reciente de la lava o por los cambios que experimentó el magma durante su ascenso.
Según los autores, el componente detectado se habría formado dentro de los primeros 100 millones de años de la Tierra y habría permanecido en el manto durante al menos 4.300 millones de años. En la práctica, la erupción moderna habría actuado como una cinta transportadora que llevó hasta el fondo oceánico una señal guardada desde el eón Hádico.
El antiguo océano de magma
La explicación propuesta parte del gran impacto que probablemente contribuyó a formar la Luna. Aquel choque habría liberado tanta energía que gran parte del manto terrestre quedó fundida, formando un océano de magma que después se enfrió y cristalizó poco a poco.
Uno de los primeros minerales en aparecer habría sido la bridgmanita, considerada el mineral más abundante del manto inferior. Durante las primeras fases de enfriamiento, este material pudo adquirir una composición particular, empobrecida en tierras raras ligeras.
Los investigadores realizaron experimentos a presiones de entre 53 y 97 gigapascales para estudiar cómo se repartían el samario y el neodimio entre la bridgmanita y el material fundido. Los resultados les permitieron reconstruir la huella isotópica que podrían tener hoy aquellos primeros cristales. Una señal microscópica, pero muy resistente.
Un manto menos mezclado
Durante miles de millones de años, la convección del manto y la tectónica de placas han movido, hundido y reciclado enormes cantidades de roca. Por eso se pensaba que las señales químicas de la Tierra más primitiva debían haberse diluido casi por completo. Fani Maoré sugiere que el mezclado no fue tan perfecto.
El modelo profundo necesita entre un 9 y un 11 por ciento de material rico en bridgmanita del Hádico para reproducir la anomalía observada. También incorpora una proporción muy pequeña de sedimentos reciclados, cercana al 0,4 por ciento, para explicar el conjunto de los isótopos medidos.
Esto no significa que exista una enorme cámara intacta desde el nacimiento del planeta. La explicación plantea que pequeños fragmentos químicos pudieron sobrevivir dentro de un manto en movimiento y mezclarse después con materiales más jóvenes. Es como encontrar unas gotas de tinta antigua dentro de un océano que lleva agitándose miles de millones de años.
La alternativa menos probable
Los investigadores también evaluaron un origen más superficial, relacionado con la extracción temprana de corteza continental. El problema es que ese escenario exigiría que entre el 28 y el 90 por ciento de la fuente del magma estuviera formada por material del Hádico.
Se trata de una cantidad difícil de conservar sin grandes alteraciones durante más de 4.000 millones de años. Por eso, el equipo considera más plausible que la señal proceda de zonas profundas creadas durante la solidificación del antiguo océano de magma.
Aun así, la conclusión continúa siendo una interpretación apoyada en mediciones, experimentos y modelos. No es una observación directa del manto profundo. La ciencia funciona así, descarta las explicaciones que encajan peor y vuelve a poner a prueba la que mejor resiste.
Por qué importa este hallazgo
¿Qué cambia saber que una lava moderna conserva la memoria de la Tierra recién nacida? En buena parte, obliga a revisar la imagen del manto como una masa completamente homogeneizada. Algunas zonas con composiciones químicas muy antiguas podrían sobrevivir mucho más tiempo de lo que se creía.
El estudio señala que anomalías parecidas ya se habían observado en lavas de Reunión, Islandia o Pitcairn. Sin embargo, las mediciones anteriores no tenían suficiente precisión para establecer con seguridad si también procedían de materiales formados durante el Hádico.
Analizar más volcanes oceánicos con la nueva técnica permitirá comprobar si Fani Maoré es una excepción o la primera prueba clara de un fenómeno más extendido. Si aparecen señales similares, el manto podría conservar muchas más piezas de la Tierra primitiva. Y ahí está la gran pregunta.
Lo que todavía falta por demostrar
El trabajo no afirma que toda la lava expulsada tenga 4.400 millones de años. Tampoco demuestra que la bridgmanita primordial haya permanecido inmóvil o guardada dentro de una cámara cerrada desde el nacimiento del planeta.
Lo que identifica es una firma isotópica compatible con una pequeña contribución de material formado entonces. Los futuros análisis tendrán que confirmar si esa interpretación profunda es correcta y determinar hasta qué punto estas reliquias siguen repartidas por el manto terrestre.
El estudio científico en la revista Nature.
