Un escáner de la Tierra revela ríos de magma desde el manto a volcanes

   MADRID, 3 Sep. (EUROPA PRESS) -

   Un análisis 3D del interior de la Tierra ha revelado plumas de roca caliente que suben a través del manto hasta la superficie para formar cadenas de islas volcánicas como Hawai, Samoa e Islandia.

   Gracias a una tomografía computarizada (TC) del interior de la Tierra, realizada por el 'National Energy Research Scientific Computing Center' (NERSC) en el Laboratorio Nacional Lawrence de la Universidad de California Berkeley, los científicos mapearon las plumas del manto mediante el análisis de las trayectorias de las ondas sísmicas que rebotan en el interior de la Tierra, después de 273 fuertes terremotos que han sacudido el mundo en los últimos 20 años.

   Los intentos anteriores de fotografiar las plumas del manto han detectado focos de roca caliente que ascienden en las zonas donde se han proyectado las plumas, pero no estaba claro si estaban conectadas a puntos de acceso volcánicos en la superficie o las raíces de las plumas en el límite entre el núcleo y el manto a 2.900 kilómetros debajo de la superficie.

   El nuevo mapa del manto --la roca caliente debajo de la corteza de la Tierra pero sobre el núcleo de hierro del planeta- de alta resolución no sólo muestra estas conexiones en muchos puntos del planeta, sino que revela que por debajo de unos 1.000 kilómetros las plumas tienen entre 600 y 1.000 kilómetros de diámetro, es decir, que son hasta cinco veces más anchas que lo que los geofísicos habían pensado. Las plumas son probablemente al menos 400 grados centígrados más calientes que la roca circundante.

   "Nadie ha visto antes estos duros objetos columnares que son contiguos durante todo el camino desde la parte inferior del manto a la parte superior del manto", señala el primer autor, Scott Frenche, científico computacional en NERSC. Su colega y coautora Barbara Romanowicz, profesora de Ciencias de la Tierra y Planetaria de la Universidad de Berkeley, señala que las conexiones entre las plumas del manto inferior y los puntos calientes volcánicos no son directas porque la parte superior de las columnas se extiende como el delta de un río a medida que se funden con la roca del manto superior menos viscosa.

   "Estas columnas se separan claramente en el manto inferior y van todo el camino hasta cerca de 1.000 kilómetros por debajo de la superficie, pero luego empiezan a diluirse en la parte superior del manto, y serpentean y se desvían", describe. "Así, mientras que la parte superior de las columnas se asocia con puntos calientes volcánicos, no son siempre están verticalmente debajo de ellos", añade.

   La nueva imagen también muestra que las bases de estas plumas están ancladas en el límite entre el manto y la tierra en dos enormes amasijos de roca caliente, cada uno de unos 5.000 kilómetros de diámetro, que son probablemente más densos que la roca circundante. Romanowicz estima que esos dos anclas -directamente opuestos uno frente a otro bajo África y el Océano Pacífico-- han estado en los mismos puntos desde hace 250 millones de años.

   La Tierra está capeada como una cebolla. Una corteza exterior contiene los océanos y los continentes, mientras que bajo la corteza se encuentra un grueso manto de roca caliente pero sólida de 2.900 kilómetros de espesor. A continuación, el manto es el núcleo externo, compuesto de hierro fundido líquido y níquel, que envuelve un núcleo interno de hierro sólido en el centro del planeta.

   Calentada por el núcleo caliente, la roca del manto sube y cae como el agua hirviendo a fuego lento suavemente en una cazuela, aunque esta convección se produce mucho más lentamente. Los sismólogos propusieron hace unos 30 años que columnas fijas de roca caliente en el manto en ocasiones perforan la corteza para producir los volcanes, los cuales, como la corteza se movió, generaron cadenas de islas como las Galápagos, Cabo Verde y las islas Canarias.

   Las islas de Hawai, por ejemplo, contiene a la isla Kauai de 5 millones de años hacia el oeste, pero islas cada vez más jóvenes hacia el este, debido a que la placa del Pacífico se está moviendo hacia el oeste. La último erupción, Loihi, sigue creciendo bajo el agua hacia el este de la isla más joven de la cadena, Hawai.

   Hasta ahora, la evidencia de la teoría de la pluma y el punto de acceso había sido circunstancial y algunos sismólogos habían argumentado en cambio que los puntos calientes son piscinas muy poco profundas de cámaras magmáticas que se alimentan de roca caliente bajo los volcanes.

   Romanowicz, también afiliada al Instituto de Física de la Tierra y el Colegio de Francia, en París, y que utiliza ondas sísmicas para estudiar el interior de la Tierra, había trabajado previamente con French en un modelo tomográfico de los 800 kilómetros superiores del manto, mostrando las regiones frías y calientes periódicas de rocas subyacentes a puntos calientes volcánicos. El nuevo estudio, que se publica este jueves en 'Nature', completa la imagen hasta el límite entre el núcleo y el manto.

   Esta experta señala que si sólo una temperatura más elevada fuera responsable de la subida de las plumas, tendrían sólo entre 100 y 200 kilómetros de ancho, ensanchándose sólo al acercarse a la superficie. El hecho de que parecen ser cinco veces mayor en el manto inferior sugiere que también difieren químicamente de la roca más fría de los alrededores.

   Esto apoya modelos en los que el material en la pluma es una mezcla de roca normal del manto y roca primordial de la roca densa que ancla la pluma en el límite entre el núcleo y el manto. De hecho, se sabe que la lava que sale de los puntos calientes volcánicos difieren químicamente e isotópicamente de la lava de otros volcanes, como los que están en erupción en las zonas de subducción donde la corteza terrestre se sumerge en el manto superior.

   El análisis mediante un superordenador no detectó plumas en todos los puntos calientes volcánicos, como en el Parque Nacional de Yellowstone, en Estados Unidos. Las plumas que los alimentan pueden ser demasiado delgadas para ser detectadas dados los límites computacionales de la técnica de modelado global, señala French.