Dos manchas gigantes en el manto de la Tierra podrían explicar la extraña geología africana

Geología

En lo profundo del manto de la Tierra, hay dos manchas gigantes. Una se encuentra debajo de África, mientras que la otra está casi exactamente enfrente del primera, debajo del Océano Pacífico. Pero estas dos manchas no están igualadas.

Una nueva investigación encuentra que la mancha debajo de África se extiende mucho más cerca de la superficie, y es más inestable, que la mancha debajo del Pacífico. En última instancia, esta diferencia podría ayudar a explicar por qué la corteza debajo de África se ha levantado y por qué el continente ha visto tantas erupciones de supervolcanes durante cientos de millones de años.

“Esta inestabilidad puede tener muchas implicaciones para la tectónica de la superficie, y también para los terremotos y las erupciones supervolcánicas”, dijo Qian Yuan, asociado graduado en geología en la Universidad Estatal de Arizona (ASU) que dirigió la investigación.

Un par de manchas

Las manchas del manto se conocen correctamente como “provincias grandes de baja velocidad de onda de corte” o LLSVP. Esto significa que cuando las ondas sísmicas generadas por los terremotos viajan a través de estas zonas del manto profundo, las ondas disminuyen su velocidad. Esta desaceleración indica que hay algo diferente en el manto en este lugar, como la densidad o la temperatura, o ambas.

Los científicos no están seguros de por qué existen las manchas del manto. Hay dos hipótesis populares, dijo Yuan a Live Science. Una es que están formados por acumulaciones de corteza que se han subducido desde la superficie de la Tierra hasta las profundidades del manto. Otra es que son los restos de un océano de magma que pudo haber existido en el manto inferior durante la historia temprana de la Tierra. A medida que este océano de magma se enfriaba y cristalizaba, pudo haber dejado áreas que eran más densas que el resto del manto.

Estudios anteriores habían insinuado que estos dos blobs pueden no haber sido creados iguales, dijo Yuan, pero ninguna de estas investigaciones había utilizado conjuntos de datos globales que pudieran compararlos fácilmente. Él y su asesor, el profesor asistente de geodinámica de ASU Mingming Li, examinaron 17 conjuntos de datos de ondas sísmicas globales para determinar la altura de cada gota.

Descubrieron que la mancha africana se extiende unos 1.000 kilómetros más arriba que la mancha del Pacífico. Esa es una diferencia de aproximadamente 113 Montes Everest. En total, la mancha del Pacífico se extiende de 700 a 800 km hacia arriba desde el límite entre el núcleo y el manto. La mancha africana se extiende hacia arriba entre 1.600 y 1.800 km.

Inestabilidad de mancha

Aunque la mancha africana se encuentra en la capa del manto de la Tierra (que se muestra aquí), muy por debajo de la corteza, la inestabilidad de la estructura puede tener implicaciones para la superficie del planeta. (Crédito de la imagen: vectortatu/Shutterstock)


Luego, los investigadores utilizaron modelos informáticos para descubrir qué características de las manchas podrían explicar estas diferencias. Descubrieron que los más importantes eran la densidad de las manchas y la viscosidad del manto circundante. La viscosidad se refiere a la facilidad con la que se pueden deformar las rocas del manto.

Para que la gota africana sea mucho más alta que la del Pacífico, debe ser mucho menos densa, según Yuan. “Debido a que es menos denso, es inestable”, dijo.

La mancha africana aún está lejos de la corteza terrestre (el manto tiene un espesor total de 2.900 km) pero la inestabilidad de esta estructura profunda puede tener implicaciones para la superficie del planeta. Las LLSVP pueden ser una fuente de penachos calientes de material del manto que se elevan hacia arriba. Estas columnas, a su vez, podrían causar erupciones de supervolcanes, agitación tectónica y posiblemente incluso ruptura continental, dijo Yuan.

La mancha africana “está muy cerca de la superficie, por lo que existe la posibilidad de que una gran columna de manto se eleve desde la mancha africana y provoque más aumento de la superficie y terremotos y erupciones de supervolcanes”, dijo Yuan.

Estos procesos ocurren durante muchos millones de años y han estado en curso en África. Parece haber una conexión entre la mancha africana y las grandes erupciones, dijo Yuan. Un artículo de 2010 publicado en la revista Nature encontró que en los últimos 320 millones de años, el 80% de las kimberlitas, o enormes erupciones de roca del manto que traen diamantes a la superficie, se produjeron justo sobre el límite de la mancha africana.

Yuan y Li publicaron sus hallazgos el 10 de marzo en la revista Nature Geoscience. Ahora están trabajando en la investigación sobre los orígenes de las manchas. Aunque esos hallazgos aún no se han publicado en una revista revisada por pares, los investigadores presentaron los resultados en la 52.ª Conferencia de Ciencias Planetarias y Lunares en marzo de 2021. Esa investigación sugirió que las manchas podrían ser restos del objeto del tamaño de un planeta que se estrelló contra la Tierra hace unos 4.500 millones de años, formando la luna.

Fuente: Live Science.

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