Alrededor del 75% de los volcanes del mundo viven a lo largo del acertadamente llamado Anillo de Fuego. Esto tiene sentido. Abrazando un límite entre patios tectónicos, el Anillo de Fuego es una costura abierta en el interior del planeta. Pero luego está Hawai, una cadena de islas volcánicas justo en el medio de la placa del Pacífico, lejos de cualquier límite. ¿Qué alimenta su fuego?
Los científicos han teorizado durante mucho tiempo que las columnas de roca sobrecalentada —plumas calientes que atraviesan el manto hasta la corteza superior— explican las islas hawaianas y otras áreas similares. Donde estas columnas tocan la superficie, se forman puntos calientes volcánicos y el suelo entra en erupción. Durante millones de años, centímetro a centímetro , las placas tectónicas de la Tierra arrastran nuevos terrenos sobre los puntos calientes y forman largas cadenas volcánicas.
La teoría es antigua, pero observar en detalle las plumas del manto que alimentan estos puntos calientes es bastante nuevo. “Teóricamente, sabemos que [las plumas] tienen que existir”, dijo Harriet Lau, geofísica de la Universidad de California, Berkeley, a Quanta Magazine . “Pero son tan difíciles de ver sísmicamente”.
Ahora, sin embargo, en un ejemplo particularmente sorprendente, un equipo de científicos ha completado un mapa del inframundo con casi una década de elaboración.
El resultado, bellamente visualizado a continuación para una función en Quanta , es una de las instantáneas más detalladas hasta el momento, y es sorprendentemente complicado. En lugar de una simple columna vertical que se eleva a través del manto, la estructura es similar a un árbol, con raíces cerca del núcleo, un tronco en la mitad del manto y estructuras ramificadas más finas que brotan cerca de la superficie.
La columna alimenta uno de los volcanes más activos del mundo, Piton de la Fournaise, en la isla francesa de Reunión en el Océano Índico. Pero también está impulsando una región intensamente volcánica en el este de África, a unos 3.000 kilómetros de distancia. Viajando en el tiempo hasta cuando los dinosaurios aún dominaban el planeta, encendió un área conocida como las Trampas Deccan. Ahora, en la India actual, las trampas Deccan derramaron suficiente lava para enterrar a California, Montana y Texas.
Ver a través del suelo debajo de nuestros pies
El telescopio espacial Hubble es sin duda una maravilla del mundo. Obtener imágenes de galaxias a miles de millones de años luz de distancia es impresionante, pero ¿cómo se ve exactamente a través de miles de kilómetros de roca? En cierto sentido, los geofísicos también construyen ‘telescopios’. Pero en lugar de detectar la luz, estos sistemas recopilan y analizan las vibraciones del planeta.
“La gente ha tenido una historia más larga y ha sido más fácil mirar las estrellas”, dijo a Quanta el año pasado la sismóloga de la Universidad de Cambridge, Sanne Cottaar . “Mirar hacia abajo ha sido un verdadero desafío”.
Para crear este modelo particular del inframundo, el equipo se basó en datos de uno de los ‘telescopios’ más grandes hasta la fecha. En 2012, los barcos arrojaron 57 sismómetros al océano alrededor de Reunión. El conjunto completo , que también incluía 37 sensores terrestres, abarcaba unos 2.000 kilómetros. Durante los siguientes 13 meses, los sensores registraron vibraciones sutiles de la actividad sísmica que ocurría en el lado opuesto del mundo.
A medida que los terremotos sacuden la superficie, también suenan en el interior del planeta como una campana. Al correlacionar un evento sísmico en un lado del mundo con el escalofrío que produce en el otro, los científicos infieren lo que sucedió en el medio. Las vibraciones sísmicas tienden a moverse más lentamente a través de áreas más calientes que áreas más frías, por ejemplo, por lo que una pluma del manto ralentizaría su progreso. Con suficientes sensores y eventos sísmicos, los investigadores pueden construir un modelo.
El modelo, en este caso, fue sorprendente.
Los científicos están de acuerdo en que las plumas del manto subyacentes a los puntos calientes son tan flotantes y de movimiento rápido que deberían elevarse hacia arriba. Las rutas que se bifurcan en diagonal en los datos fueron inesperadas.
El equipo propone que ocurren cuando las diferencias de temperatura entre el material más caliente y más frío hacen que algunas áreas de la pluma sean más flotantes, pellizcando las manchas de la parte superior del tronco (o cúspide) con el tiempo, una tras otra. Estas manchas se elevan verticalmente, pero parecen formar ramas diagonales porque las manchas más viejas se han elevado más que las más jóvenes. Más cerca de la superficie, donde el manto superior es menos denso, se extienden y brotan ramas delgadas que alimentan a los volcanes de la superficie.
Debido a que el equipo extrajo datos tanto de la tierra como de los sensores en el fondo del océano, un agujero tradicional en las imágenes sísmicas, forman una de las instantáneas más completas de una pluma del manto hasta la fecha.
Aún así, la construcción de tales modelos es desafiante y depende de alguna manera de la interpretación. Otros artefactos, como la composición mineral de la roca, también pueden ralentizar las ondas sísmicas.
Entonces, si bien la investigación y el modelo han sido bien recibidos, el estudio de las plumas del manto es todavía un trabajo en progreso para la comunidad científica.
Desastre de tiempo profundo
Obtener imágenes del interior de la Tierra es un trabajo fascinante. Puede darnos pistas sobre los cambios planetarios a escala continental e incluso augurar futuros cataclismos.
La rama de la pluma debajo de África Oriental puede estar dividiendo el continente en dos . Decenas de millones de años a partir de ahora, la rama sur de la pluma puede lanzar una mancha tan titánica que avergonzará a las Trampas Deccan. Mientras tanto, otras ubicaciones, como el supervolcán debajo de Yellowstone, aún no se han conectado a ninguna de las dos principales plumas del manto de la Tierra. Una narración más completa de la historia del origen de Yellowstone nos ayudará a comprender mejor (y quizás predecir) su futuro explosivo.
Este trabajo, entonces, es una nueva página en la historia de las fuerzas épicas que dan forma y cultivan la Tierra tal como la conocemos, pero sin duda hay mucho más que aprender.
Crédito de la imagen: Fotografía aérea de una fuente termal hidrotermal en el Parque Nacional Yellowstone. Dan Meyers / Unsplash
Fuente:
Dorrier, J. (2021d, 18 de octubre). El «telescopio» sísmico revela una columna titánica, similar a un árbol, que alimenta los volcanes de la Tierra. Recuperado 18 de octubre de 2021, de https://singularityhub.com/2021/10/17/seismic-telescope-reveals-a-titanic-tree-like-plume-feeding-earths-volcanoes/