Dos gotas gigantes se esconden en las profundidades de la Tierra y parecen cambiar de forma.

En lo profundo de la Tierra, debajo de nosotros, se encuentran dos parches del tamaño de continentes. Uno está bajo África, el otro bajo el Océano Pacífico.

Las manchas tienen sus raíces a 2900 km (1800 millas) por debajo de la superficie, casi a la mitad del centro de la Tierra. Se cree que son el lugar de nacimiento de columnas ascendentes de roca caliente llamadas «plumas del manto profundo» que llegan a la superficie de la tierra.

Cuando estos penachos llegan a la superficie por primera vez, se producen gigantescas erupciones volcánicas, de ésas que contribuyeron a la extinción de los dinosaurios Hace 65,5 millones de años. Los blobs también pueden controlar la erupción de un tipo de roca llamada kimberlita, que trae diamantes desde una profundidad de 120 a 150 km (y en algunos casos hasta alrededor de 800 km) a la superficie de la Tierra.

Los científicos saben que las manchas han existido durante mucho tiempo, pero cómo se han comportado en la historia de la Tierra ha sido una pregunta abierta. En una nueva investigación, hemos modelado mil millones de años de historia geológica y lo hemos descubierto. las burbujas se juntan y se rompen como los continentes y supercontinentes.

(Ömer Bodur)

Arriba: gotas de tierra tomadas de datos sísmicos. La mancha africana está en la parte superior y la mancha del Pacífico en la parte inferior.

Un modelo para la evolución de la burbuja terrestre

Las manchas están en el manto, la gruesa capa de roca cálida entre la corteza terrestre y su núcleo. El pelaje es sólido pero fluye lentamente durante mucho tiempo. Sabemos que las manchas están allí porque reducen la velocidad de las ondas causadas por los terremotos, lo que sugiere que las manchas son más cálidas que su entorno.

Los científicos generalmente están de acuerdo en que las manchas están relacionadas con el movimiento de las placas tectónicas en la superficie de la Tierra. Sin embargo, la forma en que han cambiado las manchas a lo largo de la historia de la Tierra los ha dejado perplejos.

Una escuela de pensamiento ha sido que las manchas actuales han actuado como anclas, atascadas en su lugar durante cientos de millones de años mientras otras rocas se mueven a su alrededor. Sin embargo, sabemos que las placas tectónicas y las plumas del manto se mueven con el tiempo, y la investigación sugiere la forma de las manchas está cambiando.

Nuestra nueva investigación muestra que las manchas de la Tierra han cambiado de forma y posición mucho más de lo que se pensaba. De hecho, a lo largo de la historia se han ensamblado y fragmentado de la misma manera que lo han hecho los continentes y supercontinentes en la superficie terrestre.

Usamos los australianos. Infraestructuras computacionales nacionales para ejecutar simulaciones informáticas avanzadas de cómo ha fluido el manto de la Tierra durante mil millones de años.

Estos modelos se basan en reconstruir los movimientos de las placas tectónicas. A medida que las placas se empujan entre sí, el fondo del océano se empuja hacia abajo entre ellas en un proceso conocido como subducción.

La roca fría del fondo del océano se hunde cada vez más en el manto y, una vez que alcanza una profundidad de unos 2.000 km, empuja a un lado las burbujas calientes.

Arriba: los últimos 200 millones de años del interior de la Tierra. Las estructuras calientes son de color amarillo a rojo (más oscuro es menos profundo) y las estructuras frías son azules (más oscuro es más profundo).

Descubrimos que, al igual que los continentes, los blobs pueden ensamblarse, formando «superblobs» como en la configuración actual, y separarse con el tiempo.

Un aspecto clave de nuestros modelos es que, aunque las manchas cambian de posición y forma con el tiempo, aún se ajustan al patrón de las erupciones volcánicas y de kimberlita registradas en la superficie de la Tierra. Anteriormente, este modelo era un tema clave para los blobs como «aún» inmóviles.

Sorprendentemente, nuestros modelos revelan la mancha africana recién ensamblada hace 60 millones de años, en marcado contraste con las sugerencias anteriores, la mancha puede haber existido más o menos en su forma actual. por casi diez veces más.

Preguntas restantes sobre blobs

¿Cómo surgieron las manchas? ¿De qué están hechos exactamente? Aún no sabemos.

Las manchas pueden ser más densas que la capa circundante y, como tales, pueden consistir en material separado del resto de la capa. al comienzo de la historia de la Tierra. Esto puede explicar por qué la composición mineral de la Tierra difiere de la predicha por modelos basados ​​en la composición de meteoritos.

Alternativamente, la densidad de las manchas podría explicarse por la acumulación de material oceánico denso de losas de roca empujadas hacia abajo por el movimiento de las placas tectónicas.

Independientemente de este debate, nuestro trabajo muestra que es más probable que las placas que se hunden lleven fragmentos de continentes a la mancha africana que a la mancha del Pacífico.

Curiosamente, este hallazgo es consistente con un trabajo reciente que sugiere que la fuente de las plumas del manto que se elevan desde la mancha africana contiene material continental, mientras que las plumas que se elevan desde la mancha del Pacífico no.

Traza las manchas para encontrar minerales y diamantes.

Aunque nuestro trabajo aborda cuestiones fundamentales sobre la evolución de nuestro planeta, también tiene aplicaciones prácticas.

Nuestros modelos proporcionan un marco para identificar con mayor precisión la ubicación de los minerales asociados con el afloramiento del manto. Esto incluye diamantes traídos a la superficie por kimberlitas que parecen estar asociadas con manchas.

Los depósitos de sulfuros magmáticos, que son la principal reserva de níquel del mundo, también están asociados con las plumas del manto. Al ayudar a identificar minerales como el níquel (un ingrediente esencial en las baterías de iones de litio y otras tecnologías de energía renovable), nuestros modelos pueden contribuir a la transición hacia una economía baja en carbono.

Nicolás FlamentoProfesor, Universidad de Wollongong; Andrea MerdithInvestigador, Universidad de Leeds; Ömer F.BodurCompañero de investigación post-doctoral, Universidad de WollongongY simone williamsInvestigador, Universidad del Noroeste, Xi’an.

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