Durante décadas, los científicos han teorizado que el movimiento de las placas tectónicas de la Tierra es impulsado en gran medida por la flotabilidad negativa creada a medida que se enfrían. Sin embargo, una nueva investigación muestra que la dinámica de las placas es impulsada significativamente por la fuerza adicional de calor extraída del núcleo de la Tierra.
Los nuevos hallazgos también desafían la teoría de que las cadenas montañosas submarinas conocidas como crestas del océano medio son límites pasivos entre las placas móviles. Los hallazgos muestran que East Pacific Rise, la cresta dominante del océano medio de la Tierra, es dinámica a medida que se transfiere el calor.
David B. Rowley, profesor de ciencias geofísicas de la Universidad de Chicago, y otros investigadores llegaron a las conclusiones al combinar las observaciones de East Pacific Rise con las ideas del modelado del flujo del manto allí. Los hallazgos se publicaron el 23 de diciembre enAvances científicos.
"Vemos un fuerte apoyo para importantes contribuciones del manto profundo de la dinámica del calor a la placa en el hemisferio Pacífico", dijo Rowley, autor principal del artículo. "El calor de la base del manto contribuye significativamente a la fuerza del flujode calor en el manto y en la tectónica de placas resultante ".
Los investigadores estiman que hasta aproximadamente el 50 por ciento de la dinámica de las placas es impulsada por el calor del núcleo de la Tierra y hasta 20 teravatios de flujo de calor entre el núcleo y el manto.
A diferencia de la mayoría de las otras crestas del océano medio, el aumento del Pacífico Oriental en su conjunto no se ha movido de este a oeste durante 50 a 80 millones de años, incluso cuando partes de él se han extendido de manera asimétrica. Estas dinámicas no pueden explicarse únicamente por la subducción:- un proceso mediante el cual una placa se mueve debajo de otra o se hunde.Los investigadores de los nuevos hallazgos atribuyen los fenómenos a la flotabilidad creada por el calor que surge del fondo del interior de la Tierra.
"El aumento del Pacífico oriental es estable porque el flujo que surge del manto profundo lo ha capturado", dijo Rowley. "Esta estabilidad está directamente vinculada y controlada por la corriente ascendente del manto" o la liberación de calor del núcleo de la Tierra a través del mantoa la superficie.
La Cordillera del Atlántico Medio, particularmente en el Atlántico Sur, también puede tener acoplamiento directo con el flujo profundo del manto, agregó.
"Las consecuencias de esta investigación son muy importantes para todos los científicos que trabajan en la dinámica de la Tierra, incluida la tectónica de placas, la actividad sísmica y el vulcanismo", dijo Jean Braun, del Centro de Investigación de Geociencias de Alemania, que no participó en la investigación.
Las fuerzas en el trabajo
La convección, o el flujo del material del manto que transporta calor, impulsa la tectónica de placas. Como se prevé en la investigación actual, el calentamiento en la base del manto reduce la densidad del material, lo que le da flotabilidad y hace que se eleve a través del manto yse juntan con las placas suprayacentes adyacentes a la elevación del Pacífico oriental. La flotabilidad profunda derivada del manto, junto con el enfriamiento de la placa en la superficie, crea flotabilidad negativa que explican en conjunto las observaciones a lo largo de la elevación del Pacífico oriental y las zonas de subducción del Pacífico circundantes.
Un debate sobre el origen de las fuerzas impulsoras de la tectónica de placas se remonta a principios de la década de 1970. Los científicos han preguntado: ¿la flotabilidad que impulsa las placas se deriva principalmente del enfriamiento de la placa en la superficie, de forma análoga al enfriamiento y el vuelco de los lagos en el invierno?O bien, ¿existe también una fuente de flotabilidad positiva derivada del calor en la base del manto asociado con el calor extraído del núcleo y, de ser así, cuánto contribuye a los movimientos de la placa? La última teoría es análoga a la cocción de avena:El calor en la parte inferior hace que la avena se eleve, y la pérdida de calor a lo largo de la superficie superior enfría la avena, haciendo que se hunda.
Hasta ahora, la mayoría de las evaluaciones han favorecido el primer escenario, con poca o ninguna contribución de la flotabilidad derivada del calor en la base. Los nuevos hallazgos sugieren que se requiere el segundo escenario para tener en cuenta las observaciones, y que hay aproximadamente unacontribución de ambas fuentes de flotabilidad que conducen las placas, al menos en la cuenca del Pacífico.
"Basado en nuestros modelos de convección del manto, el manto puede estar eliminando hasta la mitad del presupuesto total de calor convectivo de la Tierra del núcleo", dijo Rowley. Se ha realizado mucho trabajo en las últimas cuatro décadas para representar la convección del manto por computadorasimulación. Según los investigadores, ahora los modelos deberán revisarse para tener en cuenta la corriente ascendente del manto.
"La implicación de nuestro trabajo es que los libros de texto deberán reescribirse", dijo Rowley.
La investigación podría tener implicaciones más amplias para comprender la formación de la Tierra, dijo Braun. "Tiene importantes consecuencias para el presupuesto térmico de la Tierra y el llamado 'enfriamiento secular' del núcleo. Si el calor proviene del núcleoes más importante de lo que pensamos, esto implica que el calor total originalmente almacenado en el núcleo es mucho mayor de lo que pensábamos.
"Además, el campo magnético de la Tierra se genera por el flujo en el núcleo líquido, por lo que es probable que los hallazgos de Rowley y sus coautores tengan implicaciones para nuestra comprensión de la existencia, el carácter y la amplitud del campo magnético de la Tierra ysu evolución a través del tiempo geológico ", agregó Braun.
Fuente de la historia :
Materiales proporcionado por Universidad de Chicago . Original escrito por Greg Borzo. Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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