sábado, 14 de abril de 2012

Dinámica del manto terrestre por diferenciación



Aviso para navegantes:
    Lo que sigue es sólo una elucubración sobre geodinámica que hago como aficionado a la geología.



El manto terrestre contiene todos los elementos químicos en muy distintas proporciones. Desde la formación de la Tierra estos elementos han estado migrando a distintas profundidades impulsados por las diferencias en sus densidades y por las afinidades químicas entre ellos. De forma contínua pero muy lenta el manto y la corteza van creando compuestos de distintas densidades que presionan y fluyen hasta ordenarse verticalmente.
Me parece que el flujo de materiales del manto debido a su diferenciación debe ser mucho mayor que el flujo debido a la convección térmica.
Las dos superficies de contacto entre el mar y la corteza y entre el manto y la corteza deben ser las zonas más activas en la síntesis de nuevos materiales de la litosfera, y por tanto producen desequilibrios en la ordenación de sus materiales por densidades. Este es un motivo más por el que creo que los principales agentes de los movimientos del manto y la litosfera son externos, con más influencia que el calor interno de la Tierra.
La zona de contacto entre los continentes y el manto es un punto débil, como una grieta, por el que pueden fluir con relativa facilidad los productos de la diferención del manto y por donde pueden hundirse los compuestos más pesados generados en la litosfera en su interacción con el mar y el manto. Esta podría ser la causa principal de la subducción de las placas de la litosfera. En las zonas de subducción se produciría un intercambio relativamente rápido de materiales ligeros del manto hacia el continente y pesados de la litosfera al manto.
La zona de contacto entre el manto y la corteza oceánica acumularía los materiales más ligeros del manto a medida que ascienden, retenidos por la corteza. A partir de aquí estos materiales ligeros, semifundidos por el calor interno y por encontrarse a menos presión que el manto, fluirían casi horizontalmente hasta surgir por las dorsales oceánicas, en un volumen muy parecido al de los materiales más pesados que subducen bajo los continentes.

El siguiente enlace es a una página en la que explica gráficamente la teoría más aceptada de la tectónica de placas, donde es la convección térmica la que mueve la litosfera, empezando por la subducción de las placas frías:
La dinámica del manto y la tectónica de placas
Su autor es Kåre Kullerud 

La teoría de la convección se sustenta en datos obtenidos por tomografía sísmica, dando por hecho que el material que propaga más despacio las ondas sísmicas es menos sólido porque está más caliente. El hecho es que la menor velocidad de propagación se debe a su mayor grado de fusión. El que esté más fundido puede ser también porque su composición permite la fusión a menos temperatura, no tiene porqué estar más caliente. Supongo que la diferenciación del manto puede dar zonas de baja velocidad que estén a temperaturas relativamente bajas, ó a la misma temperatura que su entorno.

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15/04/2012

En el contacto con el agua del mar el basalto de la corteza oceánica gana densidad por medio de su enfriamiento, pero también porque cambia su composición química. La corteza oceánica tiene una concentración de calcio unas 4 veces mayor que la de la corteza continental. Al exponerse al agua el basalto recién emergido en la dorsal oceánica, parte del calcio se disuelve en el agua del mar, a la vez que se disuelve el dióxido de carbono liberado en las erupciones submarinas. El mar transporta  disueltos el calcio y el dióxido de carbono en forma de ion calcio e ion bicarbonato. La vida marina utiliza estos iones para formar sus conchas y esqueletos, que acaban formando roca caliza en los sedimentos próximos a las costas. Posteriormente estas calizas son elevadas por los plegamientos y adheridas a los continentes. El hierro es mucho menos soluble que el calcio, de manera que permanece en la corteza oceánica, que gana densidad al perder elementos más ligeros como los que componen la caliza: calcio, oxígeno y carbono.
A medida que la corteza oceánica crece en las dorsales y se desplaza hacia las zonas de subducción gana densidad, en parte por contraerse al enfriarse y en parte por la pérdida de elementos ligeros. Este aumento de densidad provoca que la litosfera oceánica, al subducirse, se hunda profundamente en el manto, alterando la composición y la densidad de este.
La placa subducida alcanza la zona de transición, donde el manto gana densidad debido a que la presión altera la estructura de sus minerales (se cree que el olivino se convierte en espinela).
La zona de contacto entre la placa subducida y el manto me imagino que debe de ser un punto débil, debido a la diferencia entre placa y manto en composición y estructura, y quizá también en temperatura, así que creo que es posible que esta zona se comporte como una grieta por la que se pueden liberar y ascender materiales ligeros retenidos por el manto sólido. Estos materiales ligeros acabarían surgiendo a la superficie en las zonas volcánicas, reponiendo el volumen de la placa subducida y realimentando un ciclo de diferenciación del manto, en el que la vida marina realizaría una etapa fundamental.