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Nuevas pistas sobre la formación de los volcanes “hotspot”

El nuevo modelo descubierto por los investigadores de la Universidad de California Berkeley sirve para explicar la formación de cadenas de islas como Hawái.


 


Científicos de la Universidad de California en Berkeley han detectado canales previamente desconocidos de ondas sísmicas de bajo movimiento en el manto superior de la Tierra, un descubrimiento que ayuda a explicar los volcanes ‘hotspot’ o de puntos calientes que dan vida a cadenas de islas como Hawái o Tahití. Este trabajo ha sido llevado a cabo con fondos de la National Science Foundation y de la National Energy Research Scientific Computing Center.

A diferencia de los volcanes que emergen a partir de zonas de colisión entre placas tectónicas, los volcanes ‘hotspot’ o de puntos calientes se forman en mitad de las placas. La teoría más difundida sobre cómo se forma un volcán en mitad de una placa es que lo hace por una subida de la temperatura, que provoca que fuertes rocas emerjan verticalmente, como una columna, desde las profundidades de la capa del manto de la Tierra situada entre el centro y la corteza, sustituyendo el calor que alimenta las erupciones volcánicas.

En cualquier caso, algunas cadenas de volcanes ‘hotspot’ no se explican fácilmente con este modelo tan simple, lo que sugiere que hay una interacción más compleja entre las columnas y el manto superior, según los autores del estudio. El canal de ondas sísmicas de bajo movimiento ahora encontrado, y que apareció en el número de ayer de Science Express, aporta una pieza muy importante al puzzle de la formación de estos volcanes ‘hotspot’, y a otras observaciones de los poco habituales flujos de altas temperaturas en el fondo oceánico.

La formación de volcanes en el borde de las placas está íntimamente ligada al movimiento de las plazas tectónicas, que se produce por el empuje hacia arriba del magma caliente a través de las crestas orográficas en mitad del océano, donde después se solidifican. Como las placas se separan de esas crestas, esos volcanes se enfrían, endurecen y se vuelven más pesados, y de forma muy excepcional, quedan asentados nuevamente en el manto en las zonas en las que placas se superponen.

Pero los científicos se han dado cuenta de que hay amplias franjas del fondo marino que están significativamente más templadas de lo que se supone en este modelo de enfriamiento de placas tectónicas. Algunos han sugerido que las columnas responsables de los volcanes ‘hotspot’ podrían desempeñar un papel importante en este fenómeno, pero no existe confirmación científica de que así sea.

“Necesitábamos una imagen más clara acerca de dónde procedía este calor extra y de cómo se comportaba en el manto superior –explica la autora principal del estudio e investigadora en el Berkeley Seismological Laboratory Barbara Romanowicz-. Nuestros nuevos descubrimientos ayudan a establecer un puente sobre el vacío de conocimiento entre los procesos que suceden en la parte profunda del manto y los fenómenos que podemos observar en la superficie de la Tierra, tales como los volcanes ‘hotspot’”.

 



Los investigadores emplearon una nueva técnica que toma los datos sobre las ondas a partir de los terremotos que se producen a lo largo del mundo, y después analizaron los temblores individualmente en el sismógrafo para crear un modelo del interior de la Tierra. Esta tecnología es comparable al escáner de tomografía computerizada, o TAC.

El modelo reveló la existencia de los canales que los investigadores denominaron ‘dedos de baja velocidad’, donde las ondas sísmicas viajaban inusualmente lentas. Los dedos se estiraban en bandas de unas 600 millas de ancho y 1200 de separación, y se movían a una profundidad de entre 120 y 220 millas por debajo del nivel del mar.

Normalmente las ondas sísmicas se desplazan a velocidades de entre 2,5 y 3 millas por segundo a esa profundidad, pero en el canal se mostraban un 4% más lentas. “Sabemos que esa velocidad sísmica está influida por la temperatura, y estimamos que la reducción que estamos apreciando podría representar un incremento de más de 200 grados celsius”, explica el coautor del estudio y estudiante graduado en Ciencias de la Tierra y los Planetas por la UC Berkeley Scott French.

Siempre se había sugerido que la formación de los canales, que es muy similar a la que muestran los modelos computerizados, afectaba a las columnas en el manto de la Tierra, pero nunca antes se había mostrado en imágenes de escala global. También se ha observado que los dedos se alinean con el movimiento de la placa tectónica situada sobre ellos, lo que es una prueba todavía mayor de la ‘canalización’ del material de las columnas, según aseguran los investigadores.

“Creemos que las columnas contribuyen a la creación de los volcanes ‘hotspot’ y que elevan la temperatura del flujo, lo que se acompaña de complejas interacciones con la superficie del manto superior –concluye French-. Determinar la naturaleza exacta de estas interacciones precisará de nuevos estudios, pero ahora tenemos una imagen más clara que puede ayudarnos a entender la ‘fontanería’ del manto de la Tierra, que es responsable de islas de volcanes ‘hotspot’ como Tahití, Reunión o Samoa”.

 

 
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