Un nuevo modelo del manto terrestre revela pistas sobre los volcanes 'hotspot'

MADRID 6 Sep. (EUROPA PRESS) -

Científicos de la Universidad de California Berkeley, en Estados Unidos, han detectado canales previamente desconocidos de ondas sísmicas que se mueven lentamente en el manto superior de la Tierra, un descubrimiento que ayuda a explicar los volcanes 'hotspot' o puntos calientes que dan a luz a cadenas de islas como Hawai y Tahití.

A diferencia de los volcanes que emergen de las zonas de colisión entre las placas tectónicas, los de puntos calientes se forman en el medio de las placas. La teoría prevaleciente de cómo se forman volcanes en mitad de las placas es que se eleva verticalmente un único afloramiento de roca caliente y flotante como un penacho desde las profundidades del manto de la Tierra, la capa que está entre la corteza terrestre y el núcleo, y lo transfiere para alimentar a las erupciones volcánicas.

Sin embargo, algunas cadenas de volcanes 'hotspot' no se explican fácilmente por este simple modelo, lo que sugiere que una interacción más compleja entre las columnas y el manto superior está en juego, según apuntan los autores del estudio, publicado este jueves en la revista 'Science Express'. Los canales recién descubiertos de ondas sísmicas de baja rotación proporcionan una importante pieza del rompecabezas en la formación de estos volcanes 'hotspot'.

La formación de los volcanes en los bordes de las placas está estrechamente vinculada con el movimiento de las placas tectónicas que se crean cuando el magma caliente empuja sube a través de fisuras en las dorsales oceánicas y se solidifica. Cuando las placas se alejan de las crestas, se enfrían, se endurecen y se vuelven más pesadas, con el tiempo se hunden hacia abajo en el manto en las zonas de subducción.

Pero los científicos han notado grandes extensiones del fondo marino que son mucho más calientes de lo esperado en este modelo de placa tectónica de refrigeración. Se ha sugerido que las franjas responsables de este vulcanismo 'hotspot 'también podrían desempeñar un papel en la explicación de estas observaciones, pero no estaba del todo claro cómo se producía.

"Necesitábamos una visión más clara de cómo sube el exceso de calor y cómo se comporta en el manto superior", dijo la principal autora del estudio, Barbara Romanowicz, profesora de Ciencias Terrestres y Planetarias e investigadora en el Laboratorio Sismológico de la UC Berkeley. "Nuestro nuevo descubrimiento ayuda a cerrar la brecha entre los procesos de profundidad en el manto y el fenómeno que se observa en la superficie de la tierra, como los puntos calientes", subraya.

Los investigadores utilizaron una nueva técnica que toma los datos en forma de onda de los terremotos en todo el mundo y, a continuación, analizaron los movimientos individuales en los sismogramas para crear un modelo informático del interior de la Tierra. La tecnología es similar a una tomografía computarizada.

El modelo reveló canales llamados "dedos de baja velocidad" porque los investigadores detectaron que las ondas sísmicas viajaron inusualmente lentas. Los dedos se extendieron en las bandas de medición alredeor de 600 millas de ancho (965 kilómetros) y 1.200 millas de distancia (1.930 kilómetros), y se trasladaron a una profundidad de entre 120 a 220 millas (193 a 354 kilómetros) por debajo del lecho marino.

Las ondas sísmicas viajan típicamente a velocidades de 2,5 a 3 millas (3,7 a 4,8 kilómetros) por segundo a esas profundidades, pero los canales mostraron un porcentaje de desaceleración de la velocidad sísmica media del 4 por ciento. "Sabemos que la velocidad sísmica está influenciada por la temperatura y se estima que la desaceleración que estamos viendo podría representar un aumento de temperatura de hasta 200 grados Celsius", dijo el autor principal del estudio Scott, French, estudiante graduado en Ciencias Terrestres y Planetarias en la UC Berkeley.

La formación de canales, similar a los que se revelan en el modelo de la computadora, se ha propuesto teóricamente que afecta a las columnas del manto de la Tierra pero nunca antes se había fotografiado en una escala global. También se observa que los dedos se alinean con el movimiento de la placa tectónica suprayacente, una prueba más de "canalización" de las columnas de material, dijeron los investigadores.

"Creemos que las columnas contribuyen a la generación de puntos de acceso y el flujo de calor alto, acompañados de complejas interacciones con la parte superior del manto superficial", dijo French. "La naturaleza exacta de esas interacciones necesita más estudio, pero ahora tenemos una idea más clara que puede ayudarnos a entender la 'fontanería' del manto de la Tierra responsable de islas volcánicas de puntos calientes como Tahití, La Reunión y Samoa", concluye.