Dos manchas gigantes acechan en las profundidades de la Tierra y parece que cambian de forma

En lo profundo de la Tierra, debajo de nosotros, se encuentran dos manchas del tamaño de continentes. Uno está bajo África, el otro bajo el Océano Pacífico.

Las manchas tienen sus raíces a 2.900 km (1.800 millas) por debajo de la superficie, casi a la mitad del centro de la Tierra. Se cree que son el lugar de nacimiento de columnas ascendentes de roca caliente llamadas «plumas del manto profundo» que alcanzan la superficie de la Tierra.

Cuando estas columnas llegan a la superficie por primera vez, se producen erupciones volcánicas gigantes, del tipo que contribuyó a la extinción de los dinosaurios hace 65,5 millones de años. Las gotas también pueden controlar la erupción de un tipo de roca llamada kimberlita, que trae diamantes desde profundidades de 120 a 150 km (y en algunos casos hasta alrededor de 800 km) a la superficie de la Tierra.

Los científicos han sabido que las manchas existieron durante mucho tiempo, pero cómo se han comportado a lo largo de la historia de la Tierra ha sido una pregunta abierta. En una nueva investigación, modelamos mil millones de años de historia geológica y descubrimos las gotas se juntan y se separan al igual que los continentes y supercontinentes.

Dos manchas gigantes acechan en las profundidades de la Tierra (Ömer Bodur)

Arriba: las manchas de la Tierra tomadas de datos sísmicos. La mancha africana está en la parte superior y la mancha del Pacífico en la parte inferior.

Un modelo para la evolución de las manchas terrestres

Las manchas están en el manto, la gruesa capa de roca caliente entre la corteza terrestre y su núcleo. El manto es sólido pero fluye lentamente a lo largo de largas escalas de tiempo. Sabemos que las manchas están allí porque reducen la velocidad de las ondas causadas por los terremotos, lo que sugiere que las manchas son más calientes que su entorno.

Los científicos generalmente están de acuerdo en que las manchas están relacionadas con el movimiento de las placas tectónicas en la superficie de la Tierra. Sin embargo, la forma en que las manchas han cambiado a lo largo de la historia de la Tierra los ha desconcertado.

Una escuela de pensamiento ha sido que las manchas presentes han actuado como anclas, bloqueadas en su lugar durante cientos de millones de años mientras otras rocas se mueven a su alrededor. Sin embargo, sabemos que las placas tectónicas y las plumas del manto se mueven con el tiempo, y la investigación sugiere la forma de las manchas está cambiando.

Nuestra nueva investigación muestra que las gotas de la Tierra han cambiado de forma y ubicación mucho más de lo que se pensaba. De hecho, a lo largo de la historia se han ensamblado y desintegrado de la misma manera que lo han hecho los continentes y supercontinentes en la superficie de la Tierra.

Usamos Australia Infraestructura Computacional Nacional para ejecutar simulaciones informáticas avanzadas de cómo ha fluido el manto de la Tierra durante mil millones de años.

Estos modelos se basan en reconstrucción de los movimientos de las placas tectónicas. Cuando las placas se empujan entre sí, el fondo del océano se empuja hacia abajo entre ellas en un proceso conocido como subducción.

La roca fría del fondo del océano se hunde cada vez más en el manto y, una vez que alcanza una profundidad de unos 2.000 km, empuja a un lado las gotas calientes.

Arriba: Los últimos 200 millones de años del interior de la Tierra. Las estructuras calientes están en amarillo a rojo (más oscuro es menos profundo) y las estructuras frías en azul (más oscuro es más profundo).

Descubrimos que, al igual que los continentes, los blobs pueden ensamblarse, formando «superblobs» como en la configuración actual, y romperse con el tiempo.

Un aspecto clave de nuestros modelos es que, aunque las gotas cambian de posición y forma con el tiempo, aún se ajustan al patrón de las erupciones volcánicas y de kimberlita registradas en la superficie de la Tierra. Este patrón fue anteriormente un argumento clave para las manchas como «anclas» inmóviles.

Sorprendentemente, nuestros modelos revelan que la mancha africana se reunió hace tan solo 60 millones de años, en marcado contraste con las sugerencias anteriores, la mancha podría haber existido aproximadamente en su forma actual. durante casi diez veces más.

Preguntas restantes sobre los blobs

¿Cómo se originaron las manchas? ¿De qué están hechos exactamente? Todavía no lo sabemos.

Las manchas pueden ser más densas que el manto circundante y, como tales, podrían consistir en material separado del resto del manto. temprano en la historia de la Tierra. Esto podría explicar por qué la composición mineral de la Tierra es diferente de la esperada a partir de modelos basados ​​en la composición de meteoritos.

Alternativamente, la densidad de las manchas podría explicarse por la acumulación de material oceánico denso de losas de roca empujadas hacia abajo por el movimiento de las placas tectónicas.

Independientemente de este debate, nuestro trabajo muestra que es más probable que las losas que se hunden transporten fragmentos de continentes a la mancha africana que a la mancha del Pacífico.

Curiosamente, este resultado es consistente con un trabajo reciente que sugiere que la fuente de las plumas del manto que se elevan desde la mancha africana contiene material continental, mientras que las plumas que se elevan desde la mancha del Pacífico no lo contienen.

Seguimiento de las manchas para encontrar minerales y diamantes.

Si bien nuestro trabajo aborda cuestiones fundamentales sobre la evolución de nuestro planeta, también tiene aplicaciones prácticas.

Nuestros modelos proporcionan un marco para identificar con mayor precisión la ubicación de los minerales asociados con el afloramiento del manto. Esto incluye diamantes traídos a la superficie por kimberlitas que parecen estar asociadas con las manchas.

Los depósitos de sulfuro magmático, que son la principal reserva mundial de níquel, también están asociados con las plumas del manto. Al ayudar a identificar minerales como el níquel (un ingrediente esencial de las baterías de iones de litio y otras tecnologías de energía renovable), nuestros modelos pueden contribuir a la transición hacia una economía de bajas emisiones.La conversación

Nicolás FlamentProfesor titular, Universidad de Wollongong; Andrés MerdithCompañero de investigación, Universidad de Leeds; Ömer F.BodurCompañero de investigación post-doctoral, Universidad de Wollongongy Simón WilliamsCompañero de investigación, Universidad del Noroeste, Xi’an.

Este artículo se vuelve a publicar de La conversación bajo una licencia Creative Commons. Leer el artículo original.

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