"Saber cómo se ve un pollo y cómo son todos los pollos antes de que se vea no nos ayuda a entender el huevo", dice Taras Gerya. El Profesor de Geofísica ETH usa esta metáfora para abordar la tectónica de placas y la historia temprana dela Tierra. La litosfera de la Tierra está dividida en varias placas que están en constante movimiento, y los geólogos de hoy tienen una buena comprensión de lo que impulsa estos movimientos de placas: las placas oceánicas más pesadas se sumergen debajo de las placas continentales más ligeras a lo largo de lo que se conoce como zonas de subducción.El movimiento ha comenzado, se perpetúa debido al peso de la placa de subducción densa.
Pero al igual que en el pasado, los científicos de la Tierra todavía no entienden qué desencadenó la tectónica de placas en primer lugar, ni cómo se formó la primera zona de subducción. Era necesario un punto débil en la litosfera de la Tierra para partes de la corteza terrestrepara comenzar su descenso hacia el manto de la Tierra. ¿Fue este punto débil causado por un meteorito gigantesco que efectivamente rompió un agujero en la litosfera de la Tierra? ¿O las fuerzas de convección del manto destrozaron la litosfera en partes móviles?
Venus como modelo
Gerya no está satisfecha con ninguna de estas explicaciones potenciales. "No es trivial sacar conclusiones sobre lo que puso en movimiento los movimientos tectónicos", dice. El profesor de ETH, por lo tanto, se propuso encontrar una explicación nueva y plausible.
Entre otras cosas, encontró inspiración en los estudios sobre la superficie del planeta Venus, que nunca ha tenido tectónica de placas. Gerya observó y modeló enormes círculos en forma de cráter coronas en Venus que también pueden haber existido en elLa superficie de la Tierra en el período temprano Precámbrico de la historia de la Tierra, incluso antes de que comenzara la tectónica de placas, estas estructuras podrían indicar que las plumas del manto una vez se elevaron desde el núcleo de hierro de Venus hasta la capa externa, ablandando y debilitando la superficie del planeta.interior profundo del planeta. Se elevan hasta la litosfera, trayendo consigo un material de manto parcialmente fundido caliente que hace que la litosfera se debilite y se deforme. Detenido por la resistencia de la litosfera dura, el material comienza a extenderse, tomando un hongo.como forma
Es probable que tales plumas también existieran en el interior de la Tierra y podrían haber creado las debilidades en la litosfera de la Tierra necesarias para iniciar la tectónica de placas en la Tierra.
Las plumas de manto crean debilidades
El geofísico de ETH trabajó con su equipo para desarrollar nuevos modelos de computadora que luego utilizó para investigar esta idea por primera vez en alta resolución y en 3D. La publicación correspondiente se publicó recientemente en Naturaleza .
Las simulaciones muestran que las plumas del manto y las debilidades que crean podrían haber iniciado las primeras zonas de subducción.
En las simulaciones, el penacho debilita la litosfera suprayacente y forma un punto débil circular y delgado con un diámetro de varias docenas a cientos de kilómetros. Esto se extiende con el tiempo por el suministro de material caliente desde el manto profundo ".para hacer un anillo más grande, tienes que romperlo ", explica el investigador. Esto también se aplica a la superficie de la Tierra: las debilidades en forma de anillo pueden en el modelo solo ampliarse y subducirse si los márgenes están rotos.
El agua lubrica el margen de la placa
Las lágrimas se extienden por toda la litosfera, las grandes losas de la litosfera rígida más pesada se sumergen en el manto blando, y emergen los primeros márgenes de la placa. La tensión creada por las losas en picada finalmente pone en movimiento las placas. Se hunden, bien lubricadas por elagua de mar enterrada en el océano de arriba. La subducción ha comenzado, y con ella, la tectónica de placas. "El agua actúa como lubricante y es una necesidad absoluta en el inicio de una subducción autosostenible", dice Gerya.
En sus simulaciones, los investigadores comparan diferentes condiciones de temperatura y estados de litosfera. Llegaron a la conclusión de que la tectónica de placas inducida por el penacho podría desarrollarse plausiblemente bajo las condiciones que prevalecían en el Precámbrico hace unos tres mil millones de años. En aquel entonces, la litosfera de la Tierra eraya era grueso y frío, pero el manto todavía estaba muy caliente, proporcionando suficiente energía para debilitar significativamente la litosfera sobre las plumas.
Si la litosfera fuera delgada y cálida, y por lo tanto suave, las simulaciones muestran que una estructura en forma de anillo que desciende rápidamente llamada goteo simplemente se habría formado alrededor de la cabeza del penacho. Si bien esto se habría hundido constantemente en el manto, nohan causado que la litosfera blanda se subduzca y se rompa y, por lo tanto, no habría producido márgenes de placa. Asimismo, las simulaciones por computadora mostraron que, en las condiciones actuales, donde hay menos diferencia de temperatura entre la litosfera y el material de la columna, la subducción inducida por la columna es difícil de iniciar porquela litosfera ya es demasiado rígida y las plumas apenas pueden debilitarla lo suficiente.
mecanismo dominante
"Nuestros nuevos modelos explican cómo surgió la tectónica de placas", dice el geofísico. La actividad de la pluma fue suficiente para dar lugar al mosaico de placas de hoy. Él llama al poder de las plumas el detonante dominante para la tectónica de placas global.
Las simulaciones también pueden explicar cómo las llamadas uniones triples, es decir, las zonas en las que se unen tres placas, se nuclean por estiramiento multidireccional de la litosfera inducida por plumas. Un ejemplo de una unión triple se puede encontrar en el Cuernode África donde se encuentran Etiopía, Eritrea y Yibuti.
Una posible zona debilitada por el penacho análoga a un punto de partida para la tectónica de placas global probablemente exista en el mundo moderno: los investigadores ven esa zona en la placa del Caribe. Su forma, ubicación y propagación corresponden en gran medida a las simulaciones del nuevo modelo.
De hecho, podría decirse que es imposible demostrar cómo la tectónica de placas global comenzó en la Tierra basándose únicamente en observaciones: no hay datos geofísicos y solo una pequeña cantidad de datos geológicos de los primeros años de la Tierra, y los experimentos de laboratorio no son posibles a escala extremadamente grandey los procesos tectónicos a muy largo plazo, dice el investigador de ETH. "Los modelos de computadora son, por lo tanto, la única forma en que podemos reproducir y comprender los eventos de la historia temprana de la Tierra".
Fuente de la historia :
Materiales proporcionado por ETH Zúrich . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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