Los científicos han descubierto una nueva capa de roca parcialmente fundida bajo la corteza terrestre que podría ayudar a resolver un antiguo debate sobre el movimiento de las placas tectónicas.

Los investigadores ya habían detectado zonas de fusión a una profundidad similar. Pero un nuevo estudio dirigido por la Universidad de Texas en Austin revela por primera vez la extensión global de la capa y su papel en la tectónica de placas. La investigación se publicó en la revista Nature Geoscience.

La capa fundida se encuentra a unos 160 kilómetros de la superficie y forma parte de la astenosfera, que se encuentra bajo las placas tectónicas de la Tierra en el manto superior. La astenosfera es importante para la tectónica de placas porque forma un límite relativamente blando que permite a las placas tectónicas moverse a través del manto.

La Tierra con el manto superior al descubierto. Investigadores de la Universidad de Texas en Austin han descubierto una capa hasta ahora desconocida de roca parcialmente fundida en una región clave, justo debajo de las placas tectónicas | foto Leonello Calvetti/Dreamstime

Sin embargo, no se sabe muy bien por qué es blanda. Los científicos pensaban anteriormente que las rocas fundidas podrían ser un factor. Pero este estudio demuestra que la fusión, de hecho, no parece influir notablemente en el flujo de las rocas del manto.

Cuando pensamos en algo que se funde, intuitivamente pensamos que el fundido debe desempeñar un papel importante en la viscosidad del material, explica Junlin Hua, investigador postdoctoral de la Facultad de Geociencias Jackson de la Universidad de Texas que dirigió la investigación. Pero lo que descubrimos es que incluso donde la fracción de fundido es bastante alta, su efecto en el flujo del manto es muy menor.

Según la investigación, que Hua inició como estudiante de posgrado en la Universidad de Brown, la convección de calor y roca en el manto es la influencia predominante en el movimiento de las placas. Aunque el interior de la Tierra es en gran parte sólido, durante largos periodos de tiempo las rocas pueden desplazarse y fluir como la miel.

Demostrar que la capa de fusión no influye en la tectónica de placas significa una variable menos complicada para los modelos informáticos de la Tierra, afirma el coautor Thorsten Becker, profesor de la Jackson School.

No podemos descartar que localmente el deshielo no importe, dijo Becker, que diseña modelos geodinámicos de la Tierra en el Instituto de Geofísica de la Universidad de Texas de la Jackson School. Pero creo que nos lleva a ver estas observaciones del deshielo como un marcador de lo que ocurre en la Tierra, y no necesariamente como una contribución activa a nada.

Diagrama de la astenosfera, que ayuda a la tectónica de placas, donde los investigadores de la Facultad de Geociencias Jackson de la Universidad de Texas Austin afirman haber detectado una capa global de fusión parcial (en rojo moteado) | foto Junlin Hua/UT Jackson School of Geosciences

La idea de buscar una nueva capa en el interior de la Tierra se le ocurrió a Hua mientras estudiaba imágenes sísmicas del manto bajo Turquía durante su investigación doctoral.

Intrigado por los indicios de roca parcialmente fundida bajo la corteza, Hua recopiló imágenes similares de otras estaciones sísmicas hasta que tuvo un mapa global de la astenosfera. Lo que él y otros habían considerado una anomalía era en realidad algo común en todo el mundo, que aparecía en las lecturas sísmicas allí donde la astenosfera estaba más caliente.

La siguiente sorpresa llegó cuando comparó su mapa de fusión con las mediciones sísmicas del movimiento tectónico y no encontró ninguna correlación, a pesar de que la capa fundida abarcaba casi la mitad de la Tierra.

Este trabajo es importante porque comprender las propiedades de la astenosfera y los orígenes de su debilidad es fundamental para entender la tectónica de placas, afirma Karen Fischer, coautora del estudio, sismóloga y profesora de la Universidad de Brown, que fue la asesora de Hua en su doctorado cuando éste comenzó la investigación.


Fuentes

University of Texas at Austin | Brown University | Hua, J., Fischer, K.M., Becker, T.W. et al. Asthenospheric low-velocity zone consistent with globally prevalent partial melting. Nat. Geosci. (2023). doi.org/10.1038/s41561–022–01116–9


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