Descubren una superestructura subterránea que está detrás de las peores erupciones volcánicas

 

Un equipo de científicos acaba de desvelar uno de los misterios más antiguos de la geología: qué causa las erupciones volcánicas gigantes que han marcado la historia de nuestro planeta. La respuesta se encontraba a más de 2.000 kilómetros bajo nuestros pies, en estructuras del tamaño de continentes que los científicos llaman BLOBS.

Los BLOBS —Big LOwer-mantle Basal Structures (Grandes Estructuras Basales del Manto Inferior)— son enormes formaciones que actúan como calderas que alimentan las columnas de roca fundida que causan las erupciones volcánicas más devastadoras de la Tierra. La ciencia lleva investigando los BLOBS desde hace años y algunos críticos dudaban de si se movían o permanecían quietos.

Según una nueva investigación, publicada en la revista Nature Communications Earth and Environment, estas estructuras subterráneas no solo existen, sino que se mueven como gigantescos icebergs en el manto terrestre.

Cómo funcionan los BLOBS

Hasta ahora, el mecanismo que conecta las profundidades del planeta con estos eventos que se producen en la superficie había permanecido oculto. Pero la volcanóloga Annalise Cucchiaro de la Universidad de Wollongong en Australia y su equipo han demostrado que las columnas de roca caliente, que se elevan unos 3.000 kilómetros a través del manto terrestre y causan erupciones gigantes, están conectadas a los BLOBS.

Los BLOBS son regiones calientes en la parte inferior del manto terrestre, ubicadas entre unos 2.000 y 3.000 kilómetros de profundidad. Estas estructuras posiblemente han existido durante cientos de millones de años, aseguran los científicos. Y su composición podría ser distinta del material con el que están hechas las rocas del manto circundante.

Hasta hace poco tiempo se pensaba que el manto inferior es una capa lisa, sin embargo, se ha descubierto que es más bien montañosa, con dos estructuras del tamaño de continentes. Estas estructuras ocultas presentan cordilleras escarpadas que se desplazan y se doblan de una manera muy parecida a como lo hacen las placas tectónicas que están muy por encima de ellas.

La conexión entre los BLOBS y las erupciones volcánicas se produce a través de las plumas del manto, que se forman un poco como un chupachups: el palo es la cola de la pluma y el caramelo es la cabeza. Las plumas del manto se elevan muy lentamente a través del manto porque transportan roca sólida caliente, no roca fundida o lava. A presiones más bajas en los 200 kilómetros superiores del manto terrestre, la roca sólida se derrite, lo que la lleva a la superficie.

"Este trabajo resalta la importancia de las plumas del manto al actuar como 'autopistas de magma' hacia la superficie, creando estas erupciones gigantes", dice Cucchiaro. "También muestra que estas plumas se mueven junto con su fuente, los BLOBS".

Una simulación dio con la clave

Para demostrar esta conexión, el equipo simuló la convección del manto desde hace 1.000 millones de años. "Usamos estadísticas para mostrar que las ubicaciones de erupciones volcánicas gigantes pasadas están significativamente relacionadas con las plumas del manto predichas por nuestros modelos", explican en The Conversation Cucchiaro y otro de los autores del estudio, el geocientífico Nicholas Flament. "Esto es alentador, ya que sugiere que las simulaciones predicen plumas del manto en lugares y momentos generalmente consistentes con el registro geológico".

Las mesetas oceánicas, como la meseta Ontong Java-Manihiki-Hikurangi actualmente en el suroeste del océano Pacífico, están vinculadas a las cabezas de las plumas. Por el contrario, volcanes como la cadena de montes submarinos Hawaii-Emperor y la cadena de montes submarinos Lord Howe están vinculadas a las colas de las plumas.

Esquema de las relaciones espaciales entre las estructuras del manto basal y las erupciones volcánicas con plumas del manto supuestas, como en trabajos anteriores (izquierda), y con plumas del manto explícitas, como en este estudio (derecha). (Cucchiaro

Uno de los hallazgos más reveladores fue que las ubicaciones de erupciones consideradas caen ya sea sobre o cerca de los BLOBS en movimiento predichos por sus modelos. Las ubicaciones de erupciones ligeramente fuera de los BLOBS en movimiento podrían explicarse por la inclinación de las plumas.

Los investigadores representaron BLOBS fijos con imágenes 3D del interior de la Tierra, creadas usando ondas sísmicas de terremotos (una técnica llamada tomografía sísmica). Uno de los cuatro modelos tomográficos sísmicos que consideraron coincidió con las ubicaciones de erupciones volcánicas gigantes pasadas, lo que implica que el escenario de BLOBS fijos no puede descartarse para tiempos geológicamente recientes: los últimos 300 millones de años.

Un ritmo glacial con efectos catastróficos

Aunque estos procesos están ocurriendo muy por debajo de la superficie de la Tierra, y a un ritmo tan lento que es virtualmente imperceptible, los hallazgos del equipo revelan que aún pueden tener efectos catastróficos. La actividad volcánica relacionada con estos procesos a lo largo de la historia geológica probablemente también ha servido como motor de eventos de extinción, así como de otros cambios importantes que han ayudado a dar forma al destino del planeta tal y como lo conocemos hoy en día.

Los próximos pasos para los investigadores pasarán por explorar la naturaleza química de los BLOBS y los conductos de las plumas. El equipo espera hacerlo usando simulaciones que puedan rastrear la evolución de su composición.

"Esta investigación abre una de las preguntas que durante mucho tiempo ha atormentado a los científicos: ¿son los BLOBS estacionarios o móviles y cómo se relacionan con las explosiones volcánicas gigantes? Así que es emocionante finalmente poder desentrañar estos misterios", dice Flament.