La composición química desencadena el afloramiento de corrientes del manto desde el interior de la Tierra / Hallazgos publicados en la revista “Nature Geoscience”
Investigadores de todo el mundo estudian los procesos dinámicos que tienen lugar en las profundidades de la Tierra, a cientos o miles de kilómetros por debajo de la superficie. Estos procesos impulsan los movimientos de las placas tectónicas y el vulcanismo, pero aún guardan muchos secretos. Como parte de un equipo internacional, investigadores de la Universidad de Münster fueron los primeros en investigar rocas que se elevan desde las profundidades de la Tierra, la llamada pluma de Islandia, y medir su composición química. Las rocas estudiadas se encuentran en la dorsal mesoatlántica, que forma parte del sistema de dorsales oceánicas que rodea el globo, a más de mil kilómetros al sur de Islandia. Los investigadores descubrieron que la fuerza de flotación de la corriente ascendente del manto bajo Islandia no se debe únicamente a su alta temperatura, como se suponía hasta ahora, sino también a su composición química. Los resultados se han publicado en “Nature Geoscience”.
La pluma de Islandia es un afloramiento de rocas incandescentes del manto profundo de la Tierra. “El material asciende por debajo de Islandia, donde la corteza tiene 15 kilómetros de espesor, pero continúa su camino por debajo de la dorsal mesoatlántica adyacente hasta más de mil kilómetros al sur de Islandia”, explica el profesor Andreas Stracke, del Instituto de Mineralogía. “A bordo de un barco de investigación, colegas italianos y rusos tomaron muestras de rocas de la pluma de Islandia en una denominada falla transformante al sur de Islandia, en la que la corteza terrestre se desplaza lateralmente, pero partes del manto subyacente quedan expuestas en el fondo del océano”. Los investigadores determinaron la composición química de estas rocas, las llamadas peridotitas, que forman la mayor parte de la pluma de Islandia. Los miembros del equipo en Münster también midieron las proporciones isotópicas de los elementos hafnio (Hf) y neodimio (Nd).
Los análisis muestran que las peridotitas estudiadas se fundieron hace más de mil millones de años, lo que las hizo más ligeras y, por lo tanto, más flotantes que el manto circundante. Por lo tanto, la composición, y no solo la temperatura, es un factor importante para la baja densidad de la columna de Islandia y desencadena su afloramiento desde el interior profundo de la Tierra. Cuando alcanzan el manto superficial (menos de unos 100 km de profundidad), las rocas de la columna de Islandia se vuelven a fundir parcialmente y producen enormes volúmenes de magma, lo que desencadena erupciones volcánicas, en Islandia y a lo largo de la dorsal mesoatlántica al sur de Islandia. Estas enormes cantidades de lava han creado un oleaje topográfico en todo el Atlántico Norte, con Islandia en su cima emergiendo por encima del nivel del mar. En contraste, el resto de la dorsal mesoatlántica se encuentra varios miles de metros por debajo del nivel del mar. “Nuestros hallazgos también sugieren que las variaciones en la composición pueden ser responsables de los cambios periódicos en la velocidad de afloramiento de la columna ascendente. Estos llevaron a variaciones en la producción de magma y han producido la morfología característica del fondo oceánico a lo largo de varios cientos de kilómetros al sur de Islandia. Los cambios en la topografía del fondo marino también pueden haber influido en el flujo de aguas profundas en el Atlántico Norte”, dice Andreas Stracke. Los investigadores esperan que sus nuevos hallazgos cambien la visión actual de las fuerzas de flotabilidad de las columnas del manto profundo -que desencadenan las mayores erupciones volcánicas de la Tierra- y las fuerzas internas que sostienen a la Tierra como un planeta dinámico en general.
El trabajo de los investigadores recibió apoyo financiero de la Fundación Alemana de Investigación (DFG), del Programma di Rilevante Interesse Nazionale italiano y de la Fundación Rusa para la Investigación Básica.
Publicación original
Sanfilippo A., Stracke A., Genske F., Scarani S., Cuffaro M., Basch V., Borghini G., Brunelli D., Ferrando C., Peyve AA, Ligi M. (2024). Afloramiento de manto agotado por el derretimiento debajo de Islandia. Geociencia de la naturaleza. DOI: 10.1038/s41561’024 -01532-z
