Corrientes de convección del manto

convección del manto y tectónica de placas

Las corrientes de convección se identifican en el manto terrestre. El material caliente del manto se muestra subiendo desde las profundidades del manto, mientras que el material más frío del manto se hunde, creando una corriente de convección. Se cree que este tipo de corriente es responsable de los movimientos de las placas de la corteza terrestre.

Las corrientes de convección son el resultado del calentamiento diferencial. El material caliente más ligero (menos denso) asciende, mientras que el material frío más pesado (más denso) se hunde. Este movimiento crea patrones de circulación conocidos como corrientes de convección en la atmósfera, en el agua y en el manto de la Tierra.

En la atmósfera, cuando el aire se calienta se eleva, permitiendo que el aire más frío fluya por debajo. Junto con el giro de la Tierra, este movimiento de aire crea vientos. Los vientos, a su vez, crean olas superficiales en el océano.

proceso de convección del manto 1-5

Hay muchas cosas que los científicos desconocen sobre el manto, la capa parcialmente fundida y parcialmente sólida de la Tierra que constituye el 84% del volumen del planeta. Sabemos que está compuesto por vastas masas cíclicas de material que se mueven en gigantescos bucles denominados “corrientes de convección”, y que entre estos bucles se elevan penachos sobrecalentados hasta la superficie de la Tierra, creando fuentes casi perpetuas de vulcanismo.

Sin estas corrientes, la tectónica de placas no se habría producido. No habría corteza terrestre, ni continentes, ni volcanes, ni terremotos, ni casi ninguna atmósfera, y casi seguro que no habría vida, por lo que comprenderlas es de suma importancia. Un nuevo estudio, publicado en la revista Nature Geoscience, desvela otra capa de esta misteriosa sección del planeta, revelando que estas corrientes de convección se mueven 10 veces más rápido que la mayoría de las estimaciones.

“Aunque estamos hablando de escalas de tiempo que nos parecen increíblemente largas, en términos geológicos, la superficie de la Tierra sube y baja como un yoyó”, dijo en un comunicado el Dr. Mark Hoggard, investigador postdoctoral del Departamento de Ciencias de la Tierra de Cambridge y autor principal del artículo. “En un periodo de un millón de años, que es nuestra unidad de medida estándar, el movimiento del manto puede hacer que la superficie suba y baje cientos de metros”.

¿cuál es la fuente de calor en una corriente de convección del manto?

El manto es la parte más sólida del interior de la Tierra. El manto se encuentra entre el núcleo denso y sobrecalentado de la Tierra y su fina capa exterior, la corteza. El manto tiene un grosor de unos 2.900 kilómetros y constituye la friolera del 84% del volumen total de la Tierra.

Cuando la Tierra empezó a tomar forma hace unos 4.500 millones de años, el hierro y el níquel se separaron rápidamente de otras rocas y minerales para formar el núcleo del nuevo planeta. El material fundido que rodeaba el núcleo era el manto primitivo.

Las rocas que componen el manto de la Tierra son en su mayoría silicatos, una gran variedad de compuestos que comparten una estructura de silicio y oxígeno. Los silicatos más comunes que se encuentran en el manto son el olivino, el granate y el piroxeno. El otro tipo principal de roca que se encuentra en el manto es el óxido de magnesio. Otros elementos del manto son el hierro, el aluminio, el calcio, el sodio y el potasio.

La temperatura del manto varía enormemente, desde los 1000° Celsius (1832° Fahrenheit) cerca de su límite con la corteza, hasta los 3700° Celsius (6692° Fahrenheit) cerca de su límite con el núcleo. En el manto, el calor y la presión suelen aumentar con la profundidad. El gradiente geotérmico es una medida de este aumento. En la mayoría de los lugares, el gradiente geotérmico es de unos 25° Celsius por kilómetro de profundidad (1° Fahrenheit por 70 pies de profundidad).

modelización de las corrientes de convección del manto

La litosfera de la superficie de la Tierra se encuentra sobre la astenosfera y ambas forman los componentes del manto superior. La litosfera está dividida en una serie de placas tectónicas que se crean o consumen continuamente en los límites de las placas. La acreción se produce cuando el manto se añade a los bordes crecientes de una placa, lo que se asocia a la propagación del suelo marino. Este material caliente añadido se enfría por conducción y convección de calor. En los bordes de consumo de la placa, el material se ha contraído térmicamente hasta volverse denso, y se hunde por su propio peso en el proceso de subducción, generalmente en una fosa oceánica[3].

Este material subducido se hunde en el interior de la Tierra. Una parte del material subductado parece alcanzar el manto inferior,[4] mientras que en otras regiones, este material se ve impedido de seguir hundiéndose, posiblemente debido a una transición de fase de la espinela a la perovskita de silicato y a la magnesiowustita, una reacción endotérmica[5].

La corteza oceánica subducida desencadena el vulcanismo, aunque los mecanismos básicos son variados. El vulcanismo puede producirse debido a procesos que añaden flotabilidad al manto parcialmente fundido, lo que provocaría un flujo ascendente del fundido parcial debido a la disminución de su densidad. La convección secundaria puede causar volcanismo en la superficie como consecuencia de la extensión intraplaca[6] y de las plumas del manto[7]. En 1993 se sugirió que las inhomogeneidades de la capa D” tienen cierto impacto en la convección del manto[8].