Es posible que el manto de la Tierra no siempre se mueva junto con la corteza tectónica que lo recubre, como se ha enseñado en los libros de texto de ciencia durante décadas, sino que puede moverse de manera diferente.
Esta es la conclusión de un grupo internacional de geólogos que hicieron un misterioso descubrimiento en la Isla de Pascua, una zona especial de Chile en el Océano Pacífico, famosa por sus enormes esculturas.
La idea de que la corteza terrestre y el manto pueden moverse juntos como una “cinta transportadora” como resultado de las corrientes de convección fue propuesta por primera vez en 1919 por el geólogo británico Sir Arthur Holmes.
Su propuesta proporcionó un mecanismo para el movimiento de grandes continentes a través de la superficie de la Tierra, una teoría controvertida en ese momento, que incluía cómo masas terrestres como África y América del Sur se superponían y superponían a pesar de estar separadas por océanos, según la evidencia de que tenían rocas y fósiles.
Ahora, los investigadores han descubierto “cápsulas del tiempo” cristalinas en la Isla de Pascua que parecen haber estado en el manto durante 162,5 millones de años. Esto es inconsistente con la teoría de la cinta transportadora, lo que sugiere que el comportamiento del manto puede ser más complejo de lo que pensábamos.
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Geológicamente hablando, la Isla de Pascua, a 2.200 millas de la costa de Chile, es como un polluelo de primavera. Las partes más antiguas de la isla se encuentran sobre una placa oceánica no tan antigua formada por una erupción volcánica hace 2,5 millones de años.
Yamirka Rojas-Agramonte, geóloga de la Universidad de Kiel en Alemania, y sus colegas se propusieron primero estimar con precisión la edad de la isla en su investigación. Para ello, se convirtieron en diminutos cristales de uranio conservados en la lava, llamados circones, que parecen pequeñas cápsulas del tiempo naturales.
A medida que el magma se enfría, a medida que pasa el tiempo después de que se forman los cristales, el uranio se convierte en plomo. Al medir la proporción entre ambos, los geólogos pueden determinar la edad de los cristales.
El equipo encontró y analizó cientos de circones del material volcánico más antiguo de la Isla de Pascua. Pero algo no funcionó. Se cree que algunas se formaron hace unos 2,5 millones de años, mientras que otras son mucho más antiguas, 165 millones de años antes de que se formara la isla.
Esto ha sido un enigma para los investigadores. Un análisis químico adicional de los cristales de circón mostró que todos tienen la misma composición, lo que significa que deben provenir de magma con la misma composición que los volcanes “jóvenes”.
Al mismo tiempo, estos volcanes no podrían haber estado activos durante 165 millones de años; ni siquiera la placa oceánica de la que surgieron es tan antigua.
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La única solución del equipo al enigma es que los antiguos circones deben haberse formado en una fuente profunda de vulcanismo: muy por debajo de la corteza terrestre, en el manto.
Al igual que los volcanes de Hawaii e Islandia, los de la Isla de Pascua son impulsados por un “punto caliente” donde el material fundido se eleva a través del manto, como cera de queroseno flotando en una lámpara de lava.
Debido a que las columnas se originan en lo profundo del manto (en el límite con el núcleo de la Tierra, que es 1000 grados más caliente que la capa suprayacente), están esencialmente ancladas.
En cambio, la corteza terrestre (y, según la teoría tradicional de la cinta transportadora, el manto debajo de ella) se mueve sobre puntos calientes. Como resultado, los puntos calientes forman volcanes en diferentes lugares de la superficie de la Tierra a lo largo del tiempo, como la cadena hawaiana, donde se formaron varias islas cuando el punto caliente estaba ubicado encima de ella.
Quizás, creen los investigadores, los circones más antiguos que encontraron en la Isla de Pascua indiquen que el punto de acceso en sí ha estado activo durante 165 millones de años.
Douwe van Hinsbergen et al / Universidad de Utrecht
Sin embargo, el problema de estudiar esta idea es que la mayor parte de la evidencia temprana de ella en forma de placas tectónicas de hace 165 millones de años ya ha desaparecido.
Como explicó el coautor del artículo y profesor de geología de la Universidad de Utrecht, Dou van Hinsbergen, las placas oceánicas del Pacífico se modifican gradualmente a medida que sus bordes se hunden bajo la corteza continental, más flotante. (Este proceso provoca actividad volcánica debajo de la placa superior, formando una cadena de volcanes alrededor del Pacífico conocida como el “Anillo de Fuego”.)
“El desafío es que las placas de hace 165 millones de años ya han desaparecido en esas zonas de subducción”, afirmó Van Hinsbergen, cuyo trabajo consiste en intentar reconstruir las placas perdidas.
Cuando van Hinsbergen añadió a sus simulaciones una gran meseta volcánica en el sitio de la Isla de Pascua hace 165 millones de años, descubrió que la característica debe haberse hundido debajo de la Península Antártica hace 110 millones de años, ofreciendo resolver otro pequeño misterio.
“Coincidió con una fase poco comprendida de la formación de montañas, y ahí es donde tuvo lugar la deformación de la corteza terrestre”, explicó. “Esa cadena montañosa, cuyas huellas son claramente visibles, puede ser el efecto de este [the] Sumersión de una meseta volcánica formada hace 165 millones de años.
Como suele ocurrir, la solución de un problema crea otro. Las reconstrucciones de placas anteriores apoyan la idea de que la playa de la Isla de Pascua pudo haber estado activa durante 165 millones de años.
Una erupción volcánica “reciente” que comenzó a formarse en la isla hace 2,5 millones de años trajo no sólo material nuevo, sino también restos de magmas más antiguos de la columna, lo que explica que la lava pueda contener cápsulas del tiempo 162,5 millones de años más antiguas que la propia isla.
Sin embargo, la teoría de la cinta transportadora de que la corteza y el manto se mueven juntos ya era bastante difícil de conciliar con las observaciones de que las columnas del manto permanecen en su lugar, y la durabilidad de estos circones de 165 millones de años lo empeora aún más.
“La gente ha explicado que las columnas se elevan tan rápido que el manto que se mueve con las placas no les afecta, y constantemente se suministra nuevo material de las columnas debajo de la placa para formar nuevos volcanes”, dijo Van Hinsbergen.
Sin embargo, este problema lógico es que las partes más antiguas de la columna deberían haber sido transportadas junto con el resto del transportador del manto, no dejadas atrás para llegar más tarde a la Isla de Pascua.
“De esto concluimos que esos minerales antiguos sólo podrían haberse conservado si el manto que rodea la columna fuera esencialmente tan inmóvil como la propia columna”, dijo Van Hinsbergen.
Según los investigadores, esta posibilidad ha sido sugerida por estudios realizados en las Islas Galápagos y Nueva Guinea.
Si el equipo tiene razón, el manto bajo nuestros pies debería comportarse de manera muy diferente y moverse mucho más lentamente de lo que se ha supuesto durante mucho tiempo.
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Información
Rojas-Agramonte, Y., Pardo, N., Hinsbergen, DJJ van, Winter, C., Marroquin-Gómes, MP, Liu, S., Gerdes, A., Albert, R., Wu, S. y García – Casco, A. (2023). Los xenocristales de circonio de la Isla de Pascua (Rapa Nui) indican actividad en un punto crítico desde el Jurásico Medio.. Archivo abierto de ESS.
