En lo profundo del manto de la Tierra, hay dos gotas gigantes. Uno se encuentra debajo de África, mientras que el otro está casi exactamente opuesto al primero, 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 hacia arriba y por qué el continente havisto tantas grandes erupciones de supervolcanes durante cientos de millones de años.
"Esta inestabilidad puede tener muchas implicaciones para la tectónica de la superficie, y también terremotos y erupciones supervolcánicas ", dijo Qian Yuan, asociado graduado en geología de 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 velocidad de onda de corte bajo" o LLSVP. Esto significa que cuando las ondas sísmicas generadas por los terremotos viajan a través de estas zonas profundas del manto, las ondas se ralentizan. Esta desaceleración indica quehay algo diferente en el manto en este lugar, como la densidad o temperatura — o ambos.
Los científicos no están seguros de por qué existen las manchas del manto. Hay dos hipótesis populares, dijo Yuan a Rhythm89. Una es que están formadas por acumulaciones de corteza que se han subducido de Tierra's hasta lo más profundo 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. Como esto océano de magma enfriado y cristalizado, puede haber dejado atrás áreas que eran más densas que el resto del manto.
Estudios anteriores habían insinuado que estas dos manchas pueden no haber sido creadas iguales, dijo Yuan, pero ninguna de esta investigación había utilizado conjuntos de datos globales que pudieran comparar fácilmente los dos. Él y su asesor, el profesor asistente de geodinámica de ASU Mingming Li, examinaron17 conjuntos de datos de ondas sísmicas globales para determinar la altura de cada gota.
Descubrieron que la mancha africana se extiende unas 620 millas 1000 kilómetros más alta que la mancha del Pacífico. Esa es una diferencia de aproximadamente 113 Monte Everest. En total, la mancha del Pacífico se extiende de 435 a 500 millas 700 a 800 km hacia arriba desde el límite entre el núcleo y el manto. La mancha africana se extiende hacia arriba alrededor de 990 a 1100 millas 1600 a 1800 km.
Inestabilidad Blobular
Luego, los investigadores utilizaron modelos informáticos para determinar qué características de las manchas podrían explicar estas diferencias. Descubrieron que las más importantes eran la densidad de las propias manchas y la viscosidad del manto circundante. La viscosidad se refiere a la facilidad conque las rocas del manto se pueden deformar.
Para que la mancha africana sea mucho más alta que la mancha del Pacífico, debe ser mucho menos densa, según Yuan. "Debido a que es menos densa, es inestable", dijo.
La mancha africana todavía está lejos de la corteza terrestre —el manto tiene un espesor total de 1800 millas 2900 km— pero la inestabilidad de esta estructura profunda puede tener implicaciones para la superficie del planeta. Los LLSVP pueden ser una fuente de penachos calientes de material del manto queEstos penachos, 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 2010publicado en la revista Nature descubrió 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, han ocurrido justo sobre el límite de la mancha africana.
Yuan y Li publicaron sus hallazgos el 10 de marzo en la revista Geociencia de la Naturaleza. 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 Lunar y Planetaria en marzo de 2021; esa investigaciónsugirió que las manchas podrían ser restos del objeto del tamaño de un planeta eso se estrelló contra la Tierra hace unos 4.500 millones de años, formando la luna.
Publicado originalmente en Rhythm89.
