Unos "dedos" transportan el calor bajo los puntos calientes volcánicos

Los científicos que tratan de comprender las fuerzas que trabajan por debajo de la superficie de la Tierra han utilizado ondas sísmicas para detectar "dedos" de calor hasta ahora desconocidos, algunos de los cuales tienen miles de kilómetros de largo, en el manto superior de la Tierra. Su descubrimiento, publicado ayer en la revista Science Express, ayuda a explicar los puntos calientes volcánicos) que dan lugar a cadenas de islas como Hawai y Tahití.

Muchos volcanes surgen en zonas de colisión entre placas tectónicas en movimiento de la Tierra, pero los puntos calientes se forman en mitad de las placas. Los geólogos han planteado la hipótesis de que los afloramientos de roca caliente y boyante suben en forma de columnas desde las profundidades del manto de la Tierra -la capa entre la corteza y el núcleo que compone la mayor parte del volumen de la Tierra- y suministran el calor que alimenta estos volcanes en mitad de las placas.

Sin embargo, algunas cadenas de puntos calientes no se explican fácilmente por este modelo simple, lo que sugiere que hay más interacciones complejas entre estos penachos termales y el manto superior. Ahora, un modelo informático, desarrollado por el sismólogo Vedran Lekic, de la Universidad de Maryland (EE.UU.), y sus colegas de la Universidad de California en Berkeley, ha producido nuevas imágenes basándose en ondas sísmica , que revelan que las columnas ascendentes interaccionan con las placas por medio de unas estructuras con forma de dedo que transportan el calor.

Onda sísmicas

Las ondas sísmicas son ondas de energía producida por terremotos, explosiones y erupciones volcánicas, que pueden viajar largas distancias por debajo de la superficie terrestre. A medida que viajan a través de capas de diferente densidad y elasticidad, su forma cambia. Una red mundial de sismógrafos registran estas formas de onda cambiante. Al comparar las formas de onda de entre cientos de terremotos registrados en distintos lugares del mundo, los científicos pueden hacer inferencias acerca de las estructuras a través de las cuales han viajado las ondas sísmicas.

El proceso, conocido como tomografía sísmica, funciona de la misma manera que las TC (tomografías computarizadas) revelan estructuras ocultas debajo de la superficie del cuerpo humano. Pero dado que sabemos mucho menos acerca de las estructuras bajo la superficie de la Tierra, la tomografía sísmica no es fácil de interpretar. "La corteza de la Tierra varía mucho, y ser capaz de representar esa variación es difícil, así que la estructura que está por debajo lo es mucho más", reconoce Lekic, profesor asistente de geología en el campus de College Park, en la nota de prensa de la Universidad de Maryland.

Hasta hace poco, los análisis como el del estudio habrían requerido hasta 19 años de tiempo de computación. Mientras estudiaba para su doctorado, Lekic desarrolló un método para modelar los datos de las ondas de forma más precisa, al tiempo que mantenía en niveles manejables el tiempo de computación requerido, lo que dio lugar a imágenes de mayor resolución de la interacción entre las capas del manto de la Tierra .

Nuevo método

Al refinar este método, un equipo de investigación dirigido por el estudiante de la Universidad de Berkeley Scott French descubrió que en determinados canales con forma de dedo, las ondas sísmicas se movían a menor velocidad, por lo que dedujeron que la temperatura era mayor (a mayor temperatura, las ondas sísmicas se mueven de anera más lenta).

 "Estimamos que la desaceleración que se observa podría representar un aumento de temperatura de hasta 200 grados Celsius", cuenta French. A estas profundidades, las temperaturas absolutas en el manto están en torno a los 1.300 grados Celsius, añaden los investigadores .

Los geofísicos habían teorizado durante mucho tiempo sobre canales similares a los revelados en este modelo de ordenador,. Sin embargo, las nuevas imágenes revelan por primera vez la medida, la profundidad y la forma de estos canales . Y también muestran que los dedos se alinean con el movimiento de la placa tectónica suprayacente. Los investigadores sospechan que estos canales pueden estar interactuando de manera compleja con dos de las placas tectónicas por encima de ellos y con las columnas de calor que surgen desde abajo.

Referencia bibliográfica:

Scott French, Vedran Lekic, Barbara Romanowicz. Waveform Tomography Reveals Channeled Flow at the Base of the Oceanic Asthenosphere. Science, 2013 DOI: 10.1126/science.1241514