Solución a un misterio volcánico de 60 millones de años

Las diferencias en el grosor de las placas tectónicas alrededor del Atlántico Norte pueden explicar la propagación del vulcanismo a lo largo de miles de kilómetros, revela un estudio de Cambridge.

¿Qué tienen en común los estruendos de los volcanes islandeses con las ahora apacibles islas volcánicas de la costa occidental de Escocia y las espectaculares columnas de basalto de la Calzada del Gigante en Irlanda del Norte?

Hace sesenta millones de años, una pluma del manto islandés -una fuente de roca caliente que se eleva desde el límite entre el núcleo y el manto terrestre- desencadenó actividad volcánica en una vasta zona del Atlántico Norte, extendiéndose desde Escocia e Irlanda hasta Groenlandia.

DIFERENCIAS DE GROSOR EN LAS PLACAS TECTÓNICAS

Durante décadas, los científicos se han preguntado por qué este brote de vulcanismo fue tan extenso. Ahora, una investigación dirigida por la Universidad de Cambridge ha descubierto que las diferencias en el grosor de las placas tectónicas alrededor del Atlántico Norte podrían explicar la propagación del vulcanismo. Los resultados se publican en Nature Communications.

Los investigadores compilaron mapas sísmicos y de temperatura del interior de la Tierra y descubrieron que zonas de placas tectónicas más delgadas actuaban como conductos, canalizando la roca fundida de la pluma sobre una amplia zona.

Islandia, uno de los lugares con mayor actividad volcánica de la Tierra, debe su origen en gran medida a la pluma del manto. Más allá del vulcanismo, la influencia de la pluma islandesa se extiende incluso a la configuración del lecho marino y la circulación oceánica en el Atlántico Norte y, a su vez, del clima a lo largo del tiempo. A pesar de su importancia global, muchos aspectos del comportamiento y la historia de la columna siguen siendo desconocidos.

"Los científicos tienen muchas preguntas sin respuesta sobre la columna de Islandia", afirmó Raffaele Bonadio, geofísico del Departamento de Ciencias de la Tierra de Cambridge y autor principal del estudio.

Bonadio se propuso explicar por qué la huella volcánica de la columna era mucho más extensa hace sesenta millones de años, antes de la apertura del Atlántico, formando volcanes y erupciones de lava que se extendían a lo largo de miles de kilómetros. Este patrón podría explicarse por la extensión de la columna del manto en una formación ramificada y fluida, explicó Bonadio, "pero la evidencia de dicho flujo ha sido escasa".

ESCOCIA E IRLANDA

En busca de respuestas, Bonadio se centró en un segmento de la Provincia Ígnea del Atlántico Norte para comprender mejor la compleja distribución de los volcanes en Escocia e Irlanda. Quería saber si la estructura de las placas tectónicas de la Tierra influía en la expresión superficial del vulcanismo.

Utilizando datos sísmicos extraídos de terremotos, Bonadio creó una imagen generada por computadora del interior de la Tierra bajo Gran Bretaña e Irlanda. Este método, conocido como tomografía sísmica, funciona de forma similar a una tomografía computarizada médica, revelando estructuras ocultas en las profundidades del planeta. Bonadio combinó esto con mediciones de termografía sísmica (un nuevo método desarrollado por el equipo) que revelan variaciones en la temperatura y el grosor de la placa tectónica.

Descubrió que los volcanes del noroeste de Escocia e Irlanda se formaron en zonas donde la litosfera (la capa exterior rígida de la Tierra que conforma las placas tectónicas) es más delgada y débil.

"Vemos antiguos volcanes concentrados en este corredor de litosfera delgada bajo el Mar de Irlanda y sus alrededores", afirmó Bonadio. Cree que el material caliente de la columna se canalizó preferentemente a lo largo de este corredor, acumulándose en las zonas de placas delgadas debido a su flotabilidad.

Anteriormente, algunos científicos habían propuesto orígenes alternativos de la actividad volcánica, distintos de las columnas del manto, según Bonadio. Pero su nueva investigación muestra que la dispersión podría explicarse por la desviación del magma y su redirección hacia zonas con una litosfera más delgada.

Sergei Lebedev, de la Universidad de Cambridge, afirmó: "Esta sorprendente correlación sugiere que el material caliente de la pluma erosionó la litosfera en esta región. Esta combinación resultante de litosfera delgada, astenosfera caliente y fusión por descompresión probablemente causó la elevación y la actividad volcánica".

Anteriormente, los autores habían encontrado una estrecha relación entre la distribución desigual de los terremotos en Gran Bretaña e Irlanda y el espesor de la litosfera, lo que demuestra cómo las cicatrices dejadas por la pluma del manto influyen en los riesgos sísmicos actuales.

Bonadio y Lebedev también están utilizando sus métodos para cartografiar el potencial de los recursos de energía geotérmica. "En Gran Bretaña e Irlanda, la mayor fuente de calor del manto terrestre se encuentra en los mismos lugares donde los volcanes entraron en erupción hace sesenta millones de años, y donde la litosfera es más delgada", afirmó Lebedev. Él y Bonadio están trabajando con colegas internacionales para aplicar sus nuevos métodos de termografía sísmica a la evaluación geotérmica global.