Tectónica de Placas: Corrientes de Convección en el Manto.

Corrientes de convección.

 

Magmatismo en Hawaii.

Holmes propuso que en el manto había corrientes convectivas debido a los cambios de temperatura de la zona. Son las fuerzas principales que mueven las placas. Se trata de movimientos de materiales que están sólidos durante casi todo el proceso, solo estarían líquidos cuando llegan a zonas de menor presión.

Sin embargo, esta teoría presenta muchos problemas si tratamos de realizar un análisis completo de toda la Tierra. De ser cierta, cada placa tendría una célula convectiva. Pero hay placas, como la de África, que son enormes y dado que a mayor tamaño de placa, se requiere mayor diámetro de célula convectiva, también implicaría que esta se daría a mayor profundidad. De esta forma, en algunas placas la corriente debería llegar a profundidades que afecten a todo el manto, mientras que otras solo afectarían a al astenosfera.

 

Representación de la primera teoría de las corrientes de convección.

Así, deberíamos suponer que las corrientes solo debería afectar a la astenosfera, no al zonas inferiores del manto a esto se le denominó advención. Sin embargo, aquí también encontramos problemas, pues debería haber células convectivas de miles de kilómetros de longitud y con un ancho de alrededor de 670 kilómetros. No parece que una célula de estas características pueda ser estable.

La idea más aceptada hoy e día es que existen dos sistemas convectivos separados a un nivel del manto de entre 670 y 700 kilómetros. Sería la causa de que la Tierra haya mantenido el calor durante tanto tiempo.

 

Teoría de convección actual con dos zonas conectivas.

Gracias al estudio de la transición de ondas sísmicas, se han obtenidos muchos datos de temperatura interna de la Tierra. Se ha realizado un mapa interno de calor. Y estos datos apoyan a esta teoría.

También en el núcleo encontraríamos células convectivas.

Además, algunos de esos movimientos pueden atravesar el límite astenosfera – mesosfera y viceversa.

Se sugiere que hay otras causas, otras fuerzas que ayudarán al movimiento de las placas. Destaca entre otras la fuerza de la gravedad. En la zona de la dorsal hay un abombamiento y en la zona de subducción, aparecen fosas. Hay una gran diferencia de altura desde la dorsal hasta la zona de subducción, lo que origina que exista un empuje por la fuerza de la gravedad.

Esta no es una causa única, pero ayuda. Las placas con zonas de subducción se mueven más rápido que aquellas que no tienen zona de subducción. La placa es estirada por las corrientes de convección, por la fuerza de la gravedad y acaba por romperse. Donde se rompe, baja la presión y los materiales de zonas inferiores comienzan a fundirse.

A las grietas se les denomina zonas de fosa o grabe. Son las zonas por donde fluyen los materiales fundidos.

Puntos calientes (hot spots).

Se trata de fenómenos de actividad volcánica intraplaca, es decir, en zonas interiores de la placa. Tienen su origen en zonas muy profundas. Los puntos de calor se encuentran entre el manto y el núcleo. Se trata de puntos fijos. Al ascenso de flujo se le denomina pluma térmica. Cuando alcanza la superficie, atravesando todo el manto, da lugar a volcanes activos en la corteza.

Dado que la placa que se encuentra por encima está en movimiento y que el punto se encuentra fijo en el manto, dará lugar a una hilera de volcanes. De los cuales solo estará activo el que en ese momento se encuentre sobre el punto caliente.

 

Punto caliente.

El movimiento de la placa va originando que se acumulen rocas volcánicas y la formación de islas con volcanes activos e inactivos. Un ejemplo de esta distribución son las islas de Hawai. Estas se encuentran dispuestas en forma de L, con una parte de islas que actualmente se encuentran sobre el punto caliente y por lo tanto tienen vulcanismo activo con rocas generalmente jóvenes, de menos de un millón de años. Y otra parte (otra pata de la L) donde las rocas tienen una antigüedad de 55 millones de años y por lo tanto hace tiempo que no hay vulcanismo activo.

Isla del archipiélago de Hawaii

Un punto caliente puede estar, por azar, sobre una dorsal. Esto es lo que courre en Islandia.

Los puntos calientes dan explicación a algunos fenómenos, como las dorsales asísmicas (existe una entre India y Australia). Se trata de formaciones elevadas, dispuestas en línea y que se explican como puntos calientes, en este caso cuando la placa del índico pasó por encima de un punto caliente y este dejó el rastro en forma de cordillera similar a una dorsal.

Puede haber un punto caliente bajo la corteza continental. Esto es lo que ocurre en el parque nacional de Yellowstone. Los heíseres y vulcanismo se deben a esta causa. Se puede seguir la trayectoria del punto caliente hasta el Pacífico. Antes estuvo en una posición diferente, hay restos en la Placa del Pacífico.

Cuando hay un punto caliente sobre la dorsal y esta no se mueve, a uno y otro lado de la misma se van formando montes vocánicos, simétricos. Produce dos hileras de volcanes simétricas. Hubo un punto caliente de estas características que estuvo activo durante mucho tiempo en la dorsal del Atlántico Sur. Ahora ya no está activo, pues la placa Africana ha avanzado hacia América.

Existen estructuras similares a los puntos calientes, pero que no son puntos calientes en sí mismos. Por ejemplo, las Islas Canarias no son un punto caliente, aunque se asemeje. Se cree que se debe a una grieta en una falla, por donde ascienden materiales fundidos.

Ciclo de Wilson.

Wilson fue el primero que propuso la existencia de puntos calientes.

Se denomina Ciclo de Wilson a una serie de procesos que comienzan cuando se abre un Rift continental. Es una zona con flujo de calor ascendente. Se abomba y la corteza se adelgaza. Se producen tensiones en sentidos opuestos, la zona es afectada por fallas directas, debidas a la distensión, al estiramiento. La producción de materiales volcánicos se hace intensa, se genera corteza oceánica, se separan los dos continentes y hay se genera una dorsal en el medio.

En esa zona se abrirá un océano. Cuando el océano alcance una cierta anchura, comenzará a ser altamente probable que la corteza oceánica más antigua, alejada de la dorsal, fría y rígida se rompa. Habrá acumulado muchos sedimentos sobre ella, lo que aumenta el peso.

En ocasiones es fácil identificar si una roca volcánica se ha formado bajo el mar. Aparecen lo que se denomina lavas almohadilladas. Tienen forma lobular, ya que al salir la lava, primero consolidan muy deprisa al encontrarse bajo el agua, pero la parte inferior sigue fluyendo y hace que la roca adquiera esa forma característica.

En la zona de rotura, la corteza oceánica subduce bajo uno de los bordes continentales. El continente bajo el que subduce cambia de dirección, comienza a destruirse corteza oceánica y los dos bloques que inicialmente se había separado tendrán ahora a aproximarse hasta que colisionan. Una vez colisionan, cesa la subducción y en la zona de choque se forman cordilleras.

Como ya indicamos anteriormente, esto ha ocurrido al menos dos veces en el Océano Atlántico.

Según este ciclo, habría océanos como el Atlántico que se abren y cierra y otros como el Pacífico que siempre están abiertos y cuya corteza está siempre en renovación.

Los continentes están creciendo, son cada vez mayores. El vulcanismo asociado a las zonas de subducción produce corteza continental, son más ligeros que la corteza oceánica, que el formado en las dorsales. Los arcos de islas se están creando y no vuelven a subducir, aunque pueden colisionar con un continente y agregarse a él. Y la mayor parte de los sedimentos del fondo oceánico no subducen, sino que se van agregando a las nuevas cordilleras.

Si todo esto se puede ver poniendo sobre un mapa las edades conocidas de las diferentes rocas. Se puede comprobar claramente que las rocas más antiguas tienden a encontrarse en el centro de los continentes.

 

Ciclo completo (en inglés)

A las fosas que corresponden a zonas de distensión se les denomina fosas tectónicas. Se abren los continentes. Pero también se habla de fosa cuando nos referimos a las depresiones lineales y muy profundas asociadas a las zonas de subducción. Se hablaría en ese caso de fosas tecnóticas. Y realmente no se parecen en nada las unas a las otras.

Otro término interesante es el de obdución. Se habla de obdución cuando nos referimos a los procesos por los que la corteza oceánica, en vez de subducir en la zona de subducción, quedan incorporados a la corteza continental. Se trata de procesos puntuales, de poca importancia. Ocurre, por ejemplo, cuando un gugot llega a la zona de subducción.