Inesperadas diferencias entre las manchas masivas del manto terrestre

Las dos estructuras masivas parecidas a manchas presentes en el manto terrestre en lados opuestos del planeta presentan inesperadas diferencias en altura y densidad, según un nuevo estudio.

Las manchas, más formalmente conocidas como Provincias Grandes de Baja Velocidad de Corte (LLSVP), tienen el tamaño de un continente y son 100 veces más altas que el Monte Everest. Una está bajo el continente africano, mientras que el otra está bajo el Océano Pacífico.

Usando instrumentos que miden las ondas sísmicas, los científicos saben que estas dos manchas tienen formas y estructuras complicadas, pero a pesar de sus características prominentes, se sabe poco sobre por qué existen las manchas o qué llevó a sus formas extrañas.

Los científicos de la Universidad Estatal de Arizona Qian Yuan y Mingming Li de la Escuela de Exploración de la Tierra y el Espacio se propusieron aprender más sobre estas dos manchas utilizando modelos geodinámicos y análisis de estudios sísmicos publicados.

A través de su investigación, pudieron determinar las alturas máximas que alcanzan las manchas y cómo el volumen y la densidad de las manchas, así como la viscosidad circundante en el manto, podrían controlar su altura. Su investigación fue publicada recientemente en Nature Geoscience.

Los resultados de su análisis sísmico llevaron a un sorprendente descubrimiento de que la mancha debajo del continente africano es aproximadamente 1.000 kilómetros más alta que la mancha debajo del Océano Pacífico. Según Yuan y Li, la mejor explicación para la gran diferencia de altura entre los dos es que la mancha debajo del continente africano es menos densa (y, por lo tanto, menos estable) que la que está debajo del Océano Pacífico.

Para llevar a cabo su investigación, Yuan y Li diseñaron y ejecutaron cientos de simulaciones de modelos de convección del manto. Probaron exhaustivamente los efectos de los factores clave que pueden afectar la altura de las gotas, incluido el volumen de las gotas y los contrastes de densidad y viscosidad de las gotas en comparación con su entorno. Descubrieron que para explicar las grandes diferencias de altura entre las dos manchas, la que está debajo del continente africano debe tener una densidad más baja que la que está debajo del Océano Pacífico, lo que indica que las dos pueden tener una composición y evolución diferente.

"Nuestros cálculos encontraron que el volumen inicial de las manchas no afecta su altura", dijo en un comunicadp el autor principal, Yuan. "La altura de las manchas se controla principalmente por su densidad y la viscosidad del manto circundante".

"El LLVP de África puede haber estado aumentando en el tiempo geológico reciente", agregó el coautor Li. "Esto puede explicar la topografía de la superficie elevada y el vulcanismo intenso en el este de África".

Estos hallazgos pueden cambiar fundamentalmente la forma en que los científicos piensan sobre los procesos del manto profundo y cómo pueden afectar la superficie de la Tierra. La naturaleza inestable de la mancha debajo del continente africano, por ejemplo, puede estar relacionada con los cambios continentales en la topografía, la gravedad, el vulcanismo superficial y el movimiento de las placas.

"Nuestra combinación del análisis de los resultados sísmicos y el modelado geodinámico proporciona nuevos conocimientos sobre la naturaleza de las estructuras más grandes de la Tierra en el interior profundo y su interacción con el manto circundante", dijo Yuan. "Este trabajo tiene implicaciones de gran alcance para los científicos que intentan comprender el estado actual y la evolución de la estructura del manto profundo y la naturaleza de la convección del manto".

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