Un enorme árbol subterráneo de piedra caliente está subiendo el magma a la superficie de la Tierra

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Las plumas mantélicas o plumas del manto son columnas estrechas de material caliente proveniente del manto terrestre: se supone que existen bajo la corteza terrestre, produciendo magma, puntos calientes y lugares con vulcanismo intenso.

Hasta ahora no había sido posible verlas directamente, pero una nueva investigación desarrollada entre 2012 y 2013, cuyos resultados se han publicado ahora en Nature Geoscience, ha conseguido fabricar la imagen de una de las más importantes plumas mantélicas aparecidas en el planeta en los últimos 100 millones de años, informa la revista Quanta.

Los autores de esta investigación han construido el equivalente sísmico de un telescopio gigante y observado un segmento considerable del manto mediante 57 sismómetros marinos sumergidos en un área de 2.000 kilómetros cuadrados del Océano Índico Occidental.

Completaron los datos obtenidos con los registrados por 37 estaciones sísmicas ubicadas en Madagascar y otras islas más pequeñas, y captaron una enorme mancha situada debajo de la isla de la Reunión, al Este de Madagascar.

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Mancha gigante africana

Mancha gigante africanaSe trata de una de las dos enormes manchas gigantes de material que habían sido descubiertas en los años 70 del siglo pasado, una debajo de África y otra debajo del Pacífico: son colosos calientes que, entre los dos, cubren aproximadamente el 30 por ciento del límite entre el manto y el núcleo del planeta.

Las manchas tienen la longitud de un continente y su altitud es 100 veces superior a la del Monte Everest. Se asientan en la parte inferior del manto rocoso de la Tierra.

Ambas manchas están hechas de roca, al igual que el resto del manto, pero pueden ser más calientes y pesadas: tienen la clave para descubrir la historia del pasado de la Tierra.

Los científicos creen también que estas manchas juegan un papel en muchos de los procesos de la Tierra profunda, incluida la tectónica de placas y el vulcanismo, tal como parece confirmar la nueva investigación.

Plumas manchadas

Plumas manchadasA tenor de lo descubierto en el nuevo estudio, los investigadores consideran que todas las plumas mantélicas de la Tierra están enraizadas en las manchas de África o del Pacífico.

Han llegado a esta conclusión porque pudieron observar, a 2.900 kilómetros de profundidad, que la mancha africana crece desde su centro para formar un tronco que asciende hasta los 1.500 kilómetros de profundidad.

También apreciaron que, de la parte superior de la mancha africana, crecen en diagonal diversas ramas de materia caliente que ascienden todavía más, hasta los 800 kilómetros de profundidad.

Entonces, de ellas emergen ramas calientes todavía más delgadas que ascienden verticalmente formando las plumas mantélicas.

Volcanes intraplacas

Volcanes intraplacasUna de esas enormes plumas alcanza la parte inferior de la isla volcánica de la Reunión, que se cree alberga otras plumas del manto.

Las plumas mantélicas son alrededor de 200 grados centígrados más calientes que el manto ambiental. Cuando alcanzan la base de las placas tectónicas, su calor derrite el entorno, produciendo una gran cantidad de magma, explica Quanta.

Las plumas también transportan material del manto desde las profundidades de la Tierra hacia la corteza. Este material se derrite cuando llega a las presiones más bajas que se encuentran lejos del núcleo, lo que suministra magma adicional a la corteza.

El suministro combinado de magma caliente explica una gran cantidad de volcanes intraplaca de la Tierra, que son los volcanes que se crean en el centro de una placa tectónica.

Se calcula que existen cerca de 50 puntos calientes en la Tierra, situados todos ellos encima de una pluma del manto. Los puntos calientes son mucho más frecuentes bajo la corteza oceánica porque es más delgada: la pluma puede atravesarla con más facilidad.

África se partirá

África se partiráLos puntos calientes continentales son más escasos, ya que se requiere una pluma más densa para atravesar la corteza. Aunque las erupciones de estos puntos calientes son escasos, pueden ser masivos. Yellowstone es un ejemplo de un punto caliente continental.

Los investigadores del nuevo estudio sugieren que, si las plumas observadas en el Índico sostienen su ancestral dinámica, dentro de decenas de millones de años provocarán la desintegración del continente africano y la creación de un nuevo microcontinente, emergido junto a un nuevo océano.

El hallazgo, además de novedoso, es prometedor, porque permite a los sismólogos disponer de una ventana al ardiente futuro del planeta, destaca Quanta.

Al observar el límite entre el núcleo y el manto, tal vez se pueda predecir incluso dónde se abrirán los océanos, señalan los investigadores, añadiendo que ahora pueden pronosticar la parte de la Tierra que un día será arrasada por la dinámica geológica del planeta.

Referencia

ReferenciaA tree of Indo-African mantle plumes imaged by seismic tomography. Maria Tsekhmistrenko et al. Nature Geoscience volume 14, pages612–619 (June 2021). DOI:https://doi.org/10.1038/s41561-021-00762-9

Foto superior: imágenes de tomografía sísmica que muestran una porción de una «mancha» que se encuentra en la base del manto debajo de África. Las regiones de velocidad de onda lenta por encima de la mancha, incluidas la cúspide y las ramas, podrían indicar penachos o afloramientos. Crédito: Maria Tsekhmistrenko.
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