De Diamantes y Plumas

A partir de una investigación presentada en Nature por científicos de la Universidad de Oslo y de la Universidad de Houston, se plantea nuevamente la estrecha relación entre la localización de diamantes y las plumas del manto terrestre.

Los diamantes que se forman a condiciones de alta presión y temperatura entre los 140-190 Km de profundidad se encuentran generalmente en rocas ígneas plutónicas como la Kimberlita o la Lamproíta.

Según el informe, las plumas del manto, que se cree se originan en la base del manto terrestre, son responsables de la distribución de prácticamente todas las kimberlitas que han llegado a la superficie tras ser impulsadas a través de cratones (áreas estables de la litosfera continental que tienen más de 2.5 millones de año de antiguedad y una potencia de unos 300 kilómetros)  bajo  ciertas condiciones específicas, un parámetro que permitirá mejorar y refinar la búsqueda de fuentes de diamantes. Estas áreas han generado un gran interés ya que zonas de las que se extrae kimberlitas con mayor viabilidad económica.

Kevin Burke, de la Universidad de Houston comenta que:

Nuestro enfoque es nuevo, ya que combina las observaciones del interior de la Tierra desde la sismología con la evidencia de cómo las placas tectónicas se han movido sobre la superficie de la Tierra durante los últimos 500 millones de años. He estado interesado en las plumas del manto desde que fueron propuestas por primera vez en 1971. Hace unos 10 años, me di cuenta de que podría haber un vínculo entre la estructura definida sísmicamente en el límite núcleo-manto y rocas volcánicas en la superficie de la Tierra y ya de las cuales se había hablado previamente de su vinculación con las plumas del manto. Inmediatamente me di cuenta de cómo puede ser comprobada la existencia de este vínculo.

Los científicos utizaron reconstrucciones de placas e imágenes tomográficas para demostrar que los margenes de las mayores heterogeneidades en el manto más profundo, estable por al menos 200 millones de años y posiblemente 540 millones de años, parecen haber controlado la erupción de la mayoría de kimberlitas en el Fanerozoico.

Esta reconstrucción les permitió confirmar la relación entre la ubicación de las kimberlitas y las plumas del manto terrestre.

Me parece interesante el planteo de este vínculo entre diamantes y plumas, que si bien desde hace algunos años se venía discutiendo, ahora va tomando más forma con investigaciones que se van haciendo en distintas partes. Sin embargo, la conclusión del informe me inquieta un poco:

Inferimos que la futura exploración de kimberlitas y los diamantes incluidos en ellas, debe concentrarse  en los continentes con cratones antiguos que alguna vez superpusieron estas zonas de generación de plumas en el limite núcleo-manto.

Las zonas en color naranja representan los cratones antiguos/ USGS

Evidentemente esto incluye a continentes como África en donde lamentablemente en muchos países  ha habido poca regulación en cuanto a la extracción de diamantes y eso ha derivado en sin número de conflictos sociales, políticos e incluso ha servido para financiar guerras en las que han muerto miles de civiles por medio de los llamados Diamantes de Sangre. No vaya ser que su belleza sea opacada por cómo y en qué condiciones se explotaron, ojala las recomendaciones de informes cómo éste, sean tomadas con moderación y sobre todo se impulse tanto en los países donde se explotan  como aquellos países que los compran, un mayor control sobre el comercio de los diamantes.

Diamante sobre Kimberlita. | Parent Géry

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.

Supervolcanes y extinciones masivas

El artículo del 9 de Abril del portal LiveScience  habla acerca del Shatsky, un supervolcán sobre el lecho marino que habría arrojado grandes cantidades de lava en poco tiempo y cuyo estudio ayudaría a comprender un poco más acerca de su participación en las extinciones masivas a lo largo de la historia de la tierra.

Aproximadamente una docena de supervolcanes existen en la actualidad. Algunos están en la tierra, (como por ejemplo Yellowstone, Long Valley, y Valles Caldera en los Estados Unidos, Lago Toba en Sumatra o el Volcán Taupo en Nueva Zelanda) mientras que otros se encuentran en el fondo del océano. Cada uno de ellos han producido varios millones de kilómetros cúbicos de lava, lo que hace ver insignificante a la cantidad de lava producida por los volcanes Hawaianos o los Islandeses, como el Eyjafjallajökull que entró en erupción recientemente.

Estas erupciones dieron forma a la vida en la Tierra, inyectando grandes cantidades de ceniza, polvo y gas a la atmósfera lo que causó la muerte de especies y alteraron el clima mundial. A pesar de su impacto global, la causa de las erupciones masivas de los supervolcanes sigue siendo desconocida en algunas ocasiones.

El misterio de muchos supervolcanes radica en el origen de su magma. Los magmas más profundos de la tierra tienen una composición isotópica y química diferente al magma subyacente a la corteza terrestre. Algunos supervolcanes océanicos muestran signos de un origen profundo del manto, mientras que otros poseen firmas químicas de magma de profundidad mucho más superficial.

La expedición al mar a bordo del Joides Resolution hecha por cientificos del Integrated Ocean Drilling Program, busca estudiar un supervolcán bajo el agua de más de 145 millones de años. Ubicado a 1.500 kilómetros al este de la costa de Japón, la cadena volcánica de Shatsky conforma uno de los mayores supervolcanes en el mundo, con aproximadamente el tamaño de California. Su parte superior se encuentra a unos 3,5 kilómetros debajo de la superficie del mar, mientras que su base se hunde a cerca de seis kilómetros por debajo de la superficie.

Shatsky se encuentra en la intersección de tres placas tectónicas, conocido como punto triple (Pacifica-Farallon-Izanagi) , donde la corteza es delgada, con el magma proveniente de cerca de la superficie.Sin embargo, también tiene indicios de que podría haberse originado a partir de la «cabeza de una pluma» de magma desde las profundidades de la Tierra a la superficie.

William Sager de la Universidad de Texas, geólogo encargado de la expedición afirma en el mismo artículo que:

«Shatsky está compuesto de capas de lava endurecida, con flujos de lava individuales de hasta 23 metros de ancho. Los resultados preliminares de la expedición sugieren que el supervolcán podría haber estallado en un lapso de pocos millones de años o menos – un ritmo acelerado en el tiempo geológico. Si se tiene una erupción que funde con rapidez una zona tan amplia como esa, me inclino a favor de la teoría  de la cabeza de la pluma de que una mancha de magma ascendió desde cerca de la frontera entre el núcleo y el manto.

Lo que hace único a Shatsky es que es el único supervolcán que se formó en una época en que el campo magnético de la Tierra se invertía con frecuencia. La evidencia de estas inversiones en el campo magnético de la Tierra, que tuvieron lugar periódicamente a lo largo de cientos de miles de años, fueron capturadas por los minerales magnéticamente sensibles en la lava, que conservan la dirección de los polos magnéticos de la Tierra  al igual que las brújulas.

Estos hallazgos podrían arrojar luz sobre los antiguos flujos de lava masiva, como los de la meseta del Decán que hizo erupción en tiempo cercano a la extinción masiva que acabó con los dinosaurios o las Trampas de Siberia que se produjo muy cerca de la extinción masiva más grande en la historia en el límite Pérmico-Triásico. …»

Todavía es muy discutida en la comunidad cientifica el origen y de hecho la existencia de las plumas; las críticas a las interpretaciones de Sager podrían surgir a partir de los patrones de las bandas magnéticas sobre el suelo marino. Más información sobre la discusión en torno a las plumas del manto, se puede encontrar en «Mantle Plumes» (en Inglés). Ahí también podrán encontrar un artículo del mismo Sager en el que explica con detalle su postura del origen de Shatsky en cuanto a si proviene de una pluma o no.En la medida como sea posible, iré colgando algunas de las publicaciones más relevantes de los científicos acerca de la existencia y origen de las plumas en Español, en la sección de Plumas del Manto.

Más información acerca de esta investigación a la formación del Shatsky se puede encontrar en la página web de la expedición.

El geologo Chad Broyles estudia un tubo lleno con el testigo de sondeo (basaltos) a bordo del JOIDES Resolution. El tubo penetra los basaltos formados durante inversiones frecuentes del campo magnético. Esto ayuda a datar la roca y obtener datos de las paleolatitudes/ Fotografía: John Beck, IODP/TAMU.

Aproximadamente una docena de supervolcanes existen en la actualidad. Algunos están en la tierra, mientras que otros se encuentran en el fondo del océano. Cada ha producido varios millones de kilómetros cúbicos de lava – cerca de trescientas veces el volumen combinado de todos los Grandes Lagos – enanismo la cantidad de lava producida por los volcanes de Hawai o Islandia el volcán que hizo erupción hace poco. Estas erupciones de manera dramática en forma de vida en la Tierra, el bombeo de grandes cantidades de ceniza, polvo y gas en la atmósfera que han causado la muerte de las especies y el clima mundial alterado. A pesar de su impacto global, la causa de las erupciones masivas desde supervolcanes en ocasiones sigue siendo desconocido. Magma misterio El misterio radica en el origen de su magma, o roca fundida dentro de la Tierra. Magma de las profundidades de la Tierra tiene una composición isotópica y química diferentes de magma que se forma justo por debajo de la corteza terrestre. Algunos supervolcanes océano, conocido como grandes mesetas oceánicas, muestran signos de un origen profundo del manto, mientras que otros poseen firmas químicas de magma a una profundidad mucho más superficial. Para ayudar a resolver este misterio, los científicos fue en una expedición al mar para perforar en un supervolcán grandes, bajo el agua por 145 millones de años. Ubicado 930 millas (1.500 kilómetros) al este de la costa de Japón, la cadena de la subida Shatsky montaña volcánica es una de las mayores supervolcanes en el mundo, con aproximadamente el tamaño de California. Su parte superior se encuentra a unas dos millas (3,5 kilómetros) debajo de la superficie del mar, mientras que su base se hunde a cerca de cuatro millas (seis kilómetros) debajo de la superficie. Shatsky subida formado en la intersección de tres placas tectónicas, conocido como uno de triple unión, donde la corteza es delgada, con el magma proveniente de cerca de la superficie. Sin embargo, también tiene indicios de que podría haber originado de una cabeza «pluma» de magma desde las profundidades de la Tierra a la superficie. «Rise Shatsky es uno de los mejores lugares del mundo para estudiar el origen de supervolcanes», dijo el geólogo marino y oceanógrafo Guillermo Sager de Texas A & M University, quien dirigió la expedición con el co-jefe científico Takashi Sano de Nacional Japonés del Museo de la Naturaleza y Ciencia. Capa en el tiempo Encontraron subida Shatsky se compone de capas de lava endurecida, con lava individuales flujos de hasta 75 pies de ancho (23 metros). Los resultados preliminares de su expedición sugieren que el supervolcán podría haber estallado en un plazo de unos pocos millones de años o menos – un ritmo rápido en el tiempo geológico. «Si usted tiene una erupción que se derrite con rapidez una amplia zona como esa, me parece a favor de la teoría pluma cabeza que una burbuja de magma desde cerca de la frontera entre el núcleo y el manto ewlled al alza», dijo Sager a LiveScience. Críticas a estos resultados son magnéticos patrones de rayas en el fondo marino. «Lo que hace subida Shatsky único es que es la única supervolcán que se formaron en una época cuando el campo magnético de la Tierra invierte con frecuencia», explicó Sager. La evidencia de estas inversiones en el campo magnético de la Tierra, que tuvo lugar periódicamente a lo largo de cientos de miles de años, fueron capturados por los minerales magnéticamente sensibles en la lava, que conserva la forma en los polos magnéticos de la Tierra en una ocasión señaló al igual que las brújulas. «Podemos utilizar estas bandas magnéticas de descifrar el momento de la erupción», dijo Sager. Los estudios iniciales de laboratorio a bordo mostró que gran parte de la lava estalló rápidamente. Estos hallazgos podrían arrojar luz sobre los antiguos flujos de lava masiva, como las Trampas del Decán que estalló cerca de la extinción masiva que acabó con la era de los dinosaurios o las Trampas de Siberia que se produjo muy cerca de la extinción masiva más grande en la historia en el límite Pérmico-Triásico. «Estos hallazgos podrían arrojar luz sobre los orígenes de supervolcanes, cuyo calendario parecen tener vínculos con curiosidad extinciones masivas», dijo Sager.
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