Una nueva pluma en el sur de Africa?

Cráteres a lo largo del Rift de África Oriental en Tanzania/ Foto: NASA Earth Observatory.

Un estudio realizado por geofísicos de Caltech y publicado el 4 de Mayo por la Sociedad Americana de Geofisicos (AGU por sus siglas en inglés) da evidencia de lo que al parecer creen que sería una pluma al sur de África.

La burbuja descubierta es algo conocido por los geólogos como una pluma del manto. Las plumas del manto son columnas de material fundido caliente y efusivo que fluyen hacía la superficie de la Tierra influyendo en la actividad volcánica de intraplaca. Hasta ahora, no se ha tenido nunca una imagen de la parte central de alguna pluma.

Las plumas del manto son más calientes y se mueven más rápido – cerca de 10 centímetros por año – que la roca fundida del propio manto terrestre. Estas plumas formarían una «tubería de calor» desde el centro de la tierra hasta la región superior del manto.

Uno de los autores del estudio,  Don Helmberger afirma que:

Las plumas no causan directamente el vulcanismo en los continentes, pero son un ingrediente de una erupción volcánica. Existe alguna evidencia de que los pumas del manto pueden provocar erupciones volcánicas oceánicas en lugares como Islandia y Hawai

Las plumas del manto se forman a profundidades de hasta 5000 Kilómetros tierra abajo. A partir de datos sísmicos, los investigadores pudieron localizar la pluma del manto medio bajo la región de Kaapvaal en África meridional. Los investigadores estiman que su ancho llegaría hasta los 150 km.

La pluma  se extiende hacía la zona de Rift de África Oriental – un abismo en el este de África que ha estado creciendo debido al proceso de divergencia de placas que se da en la zona. El estudio podría ayudar a los científicos a entender las características y dinámica de las estructuras en el manto inferior, así como la geología de la región de África meridional.

Segmentos del Sistema de Rift de África oriental /Imagen: Topografía por radar de la NASA

El artículo señala que:

Una nueva evidencia tomográfica de la forma de onda, muestra una característica similar a una pluma emitiendo desde la parte superior de la gran estructura de baja velocidad en el manto inferior. Un campo de ondas SKS detallado es recopilado para un segmento a lo largo del borde sur de la estructura mediante la combinación de varios eventos registrados por una red sísmica en la región de Kaapvaal en África meridional. Con una nueva técnica de procesamiento «multi-pathing», localizamos una pared en pendiente  relativamente irregular, de 1000 kilometros de altura con bajas velocidades cerca de su borde basal. El modelado indica que el diámetro de la columna es menor de 150 km y consistente con el conducto iso-químico de una pluma de baja viscosidad.

Otros artículos relacionados con las plumas del manto y la zona de rift pueden ser encontrados en Mantleplumes.

Recordemos finalmente que la discusión acerca de la existencia de las plumas del manto sigue abierta y algunos científicos explican éstas anomalías desde la tectónica de placas y la dinámica del manto. En la sección de documentos iré colgando algunos trabajos hechos por científicos que defienden diferentes puntos de vista.

Un manto terrestre inquieto bajo Alaska

El manto bajo Alaska se mueve de 20 a 30 veces más rápido que la corteza – invirtiendo el orden habitual de las placas tectónicas.

Es la idea principal de un reciente estudio hecho por geológos de la Universidad de California y presentado este mes en la revista Nature.  La sorpresa se la llevaron cuando estudiaban un nuevo modelo 3D de la zona de subducción en Alaska.

Así que en lugar de ser arrastrada como una losa de la corteza que es empujada bajo otra, el manto de roca sólida roca está girando alrededor de la losa en hundimiento como el agua alrededor de un remo sumergido en un arroyo. Un poco extraña la idea, no?

Un modelo generado por computador muestra las roca del manto de Alaska girando en remolino alrededor de la losa hundida de la corteza (en gris). Imagen: Margarete Jadamec

Lo que los modelos predicen son flujos de hasta 90 centímetros por año en todo el fragmento de corteza descendente. Las velocidades más típicas y «normales» de las placas, oscilan entre 1 y 10 centímetros por año.

Según Magali Billen, una de las coautoras del estudio:

En la escala de tiempo de la tectónica de placas, esta velocidad es escandalosamente rápida. El remolino del manto alrededor de la losa en hundimiento podría tener implicaciones en los grandes terremotos y tsunamis que esta zona de subducción es capaz de generar. Parte de la energía generada a partir de la colisión de placas y que es en parte ventilada por los terremotos, podría ser transferida directo al manto.

El modelo también podría ayudar a determinar si un pedazo de corteza está a punto de caer en el manto y detener el proceso de subducción. Esto, a su vez, podría ayudar a explicar por qué las zonas de subducción empiezan y luego se detienen en distintos lugares

El modelo incorpora lo último en evidencias propias de la zona de subducción de Alaska con anisotropía sísmica, que explota las propiedades sísmicas especiales del mineral olivino en el manto para detectar la dirección de las rocas que están fluyendo en el manto.

Otras piezas sísmicas del puzzle computacional de  la subducción incluyen la forma de la losa que ahora está siendo empujada hacia el manto y la viscosidad del manto. Se necesitarían millones de años para que la losa descienda completamente, así que a lo mejor estos modelos permiten estudiar de alguna manera el comportamiento de la losa, que es algo que no podríamos ver nunca.

Imagen satelital de Google Earth que muestra la zona de subducción en Alaska.

Cementerios de placas tectónicas

El artículo publicado la semana pasada en la Revista Nature busca dar una nueva explicación a una serie de puntos de baja gravedad detectados en determinadas zonas del planeta. La investigación realizada por un grupo de geofisicos del Caltech encabezados por el Dr. Michael Gurnis afirma que estas bajas en la gravedad se deben a anomalías en amplios «cementerios de losas» que yacen cerca del núcleo del planeta.

Ya previamente los científicos habían observado que la gravedad disminuye en zonas donde las placas han subducido. En las áreas especificas que investigaron esta vez (Sur de Asia, a lo largo de la costa antartica al sur de Nueva Zelanda y el noreste del pacífico) las ondas sísmicas viajan más lento de lo normal a poca profundidad -1.000 kilometros o menos – pero más rápido de lo normal a mayor profundidad. Como las ondas sonoras viajan más rápido a través de material denso (por ejemplo, el agua en comparación con el aire) la diferencia de velocidad con la profundidad les indicó al equipo que material ligero menos denso se encuentra sobre una capa de material muy denso.

Los investigadores sostienen que lo más probable, es que la flotabilidad relativa de la capa superior se debe a su composición rica en agua. Según el informe, el agua pudo haber sido inyectado en el manto como resultado de lentos colisiones tectónicas entre las placas de mayor y menor densidad. Cuando una placa subduce a través del manto, el agua en esas rocas, así como el agua de los sedimentos del fondo marino que se habían acumulado por encima de las placas, es liberada. Cuando el agua percola por las rocas circundantes, reduce sus puntos de fusión y su densidad.

Los restos deshidratados de las placas densas  yacen en la profundidad del manto, donde hacen aumentar la velocidad de las ondas sísmicas.

Previos estudios indicaban al parecer que los puntos calientes a lo largo del límite entre el núcleo y el manto flotante creaban columnas de roca que se levantan dentro del manto terrestre. En este nuevo estudio, sin embargo, la disminución de la densidad se debe a cambios que se suponen son por cambios en la composición de la roca y no su temperatura.

El campo gravitacional de la Tierra es mucho menor que la media en algunos lugares (zonas color azul oscuro encerradas en rojo) a causa de material rico en agua que se encuentra en los restos deshidratados de placas tectónicas subductadas. / Spasojevic et al. Nature Geoscience.

Seguiran los sismos en Chile?

La respuesta a varias consultas que algunos de ustedes me han hecho a través del mail y el blog es: Si.

Como expliqué en el post anterior, Chile es una zona con una alta actividad sismica debido a su posición cercana al borde de la placa Sudámericana por debajo de la cual subducta la placa de Nazca. Debido a este contacto constante entre las dos placas, las rocas van experimentando una deformación gradual en el plano de falla, y por ende,  acumulando energía elástica. En cuanto esta energía es liberada por algún otro movimiento en el plano de falla, es cuando se genera el sismo.

Recordemos además que toda la costa pacifica sudamericana hace parte del famoso «Cinturón de Fuego del Pacifíco» que es la principal zona de terremotos y vulcanismo alrededor del Océano Pacífico y en la que cerca del 90% de los terremotos del mundo ocurren allí.

Por lo tanto, la actividad sísmica continuará con mayor o menor intensidad y/o profundidad, mientras la falla permanezca activa. Y una evidencia de ello, son los casi 200 sismos posteriores al sismo de magnitud 8.8 del 27 de Febrero, que se han presentado en la zona costera de chile. El último registrado de intensidad 6.0 en la región de Bio Bio a 40 Km de Concepción.

Además, se han registrado otros sismos en la zona de las islas Ryukyu en Japón, el mismo lugar donde se genero el sismo previo al gran sismo del 27 de Febrero en Chile.

Últimos sismos registrados en la Costa central-sur de Chile/ Imagen: USGS Earthquake Hazard Program

Cabe aclarar que mientras el riesgo sísmico cerca de la costa continúe, también lo hará el riesgo de tsunami.

Sin embargo, algo hay que tener en cuenta. Los sismos en la zona siempre ocurrieron (al menos en tiempos históricos), ocurren y seguirán ocurriendo, contrario a la impresión de muchos de que los sismos han aumentado últimamente. Al respecto, he encontrado un artículo interesante de la BBC en el que Francisco Vidal, sismólogo de la Universidad de Granada cuenta que:

«No ha habido más terremotos en el mundo. Los terremotos son procesos condicionados en el tiempo en cada zona y si vemos la distribución a escala global podríamos considerarlos como un proceso aleatorio».

Lo que sí es un hecho, es que estos fenómenos son cada vez más devastadores. Pero no porque la Tierra se sacuda más, sino por el incremento en la densidad de población que vive en las zonas de riesgo.Es decir, la percepción de que estos fenómenos están en aumento y que cada vez son más destructores se debe a que el público sólo se entera de los terremotos que devastan a zonas pobladas, como en el caso de Haití y Chile.

Y sin embargo el Centro Nacional de Información de Terremotos del USGS actualmente detecta entre 12.000 y 14.000 sismos cada año -unos 50 por día- y muchos de estos de grandes magnitudes.

Hace sólo unas décadas el mundo no se enteraba de un gran terremoto en China o Indonesia, por ejemplo, sino hasta unos días o semanas después de que había ocurrido. Y para entonces la noticia quedaba relegada a las páginas interiores de los diarios, si acaso se informaba de ella.Hoy en día, gracias a internet, las redes sociales y los noticieros de 24 horas, la información puede llegar a todo el mundo de forma casi inmediata.

Otra explicación por la que parecería que los terremotos están en aumento es porque en los últimos 20 años se han logrado detectar más estos fenómenos debido al incremento en el número de estaciones de sismógrafos en el mundo y la mejora en la comunicación global.

«Las estadísticas geológicas nos dicen que los grandes terremotos, como este de Chile o el de Sumatra de 2004, son fenómenos que ocurren con una frecuencia de uno cada año. Pero también pueden pasar cinco años sin ningún terremoto fuerte y después ocurran cuatro o cinco seguidos en diferentes partes del mundo«, explica el profesor Vidal.

Así que acá si aplica el dicho: «Que no cunda el pánico!!»  Porque lo que se debe hacer frente a esto es precaucación y prevención.

De paso aprovecho también para contarles que el sistema de notificación de sismo de la USGS ha sido actualizado y también cuenta con una nueva interfaz en idioma Español. En un mapa interactivo se observan todas las posiciones geográficas de los últimos sismos de la magnitud definida por el usuario en el instante. Así que para los más curiosos, hay una herramienta más.