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El centro caliente y pegajoso de la Tierra y su capa exterior fría y dura son responsables del movimiento progresivo (y a veces catastrófico) de las placas tectónicas. Pero ahora una nueva investigación revela un intrigante equilibrio de poder: el manto rezumante crea supercontinentes mientras la corteza los separa.
Para llegar a esta conclusión sobre el proceso de la tectónica de placas , los científicos crearon un nuevo modelo de computadora de la Tierra con la corteza y el manto considerados como un sistema sin costuras. Con el tiempo, aproximadamente el 60% del movimiento tectónico en la superficie de este planeta virtual fue impulsado por fuerzas bastante superficiales, dentro de las primeras 62 millas (100 kilómetros) de la superficie. La convección profunda y agitada del manto condujo al resto. El manto se volvió particularmente importante cuando los continentes se unieron para formar supercontinentes, mientras que las fuerzas superficiales dominaron cuando los supercontinentes se separaron en el modelo.
Esta «Tierra virtual» es el primer modelo de computadora que «ve» la corteza y el manto como un sistema dinámico e interconectado, informaron los investigadores el 30 de octubre en la revista Science Advances . Anteriormente, los investigadores harían modelos de convección impulsada por el calor en el manto que coincidían bastante bien con las observaciones del manto real, pero no imitaban la corteza. Y los modelos de la tectónica de placas en la corteza podrían predecir las observaciones del mundo real de cómo se mueven estas placas, pero no encajan bien con las observaciones del manto. Claramente, faltaba algo en la forma en que los modelos unen los dos sistemas.
«Los modelos de convección eran buenos para el manto, pero no para las placas, y la tectónica de placas era buena para las placas pero no para el manto», dijo Nicolas Coltice, profesor de la escuela de posgrado Ecole Normale Supérieure, parte de la Universidad PSL en París. «Y toda la historia detrás de la evolución del sistema es la retroalimentación entre los dos».
Cada modelo de escuela primaria del interior de la Tierra muestra una delgada capa de corteza que se eleva sobre la capa caliente y deformable del manto. Este modelo simplificado podría dar la impresión de que la corteza simplemente está surfeando el manto, moviéndose de un lado a otro por las inexplicables corrientes a continuación.
Pero eso no está del todo bien. Los científicos de la Tierra saben desde hace tiempo que la corteza y el manto son parte del mismo sistema; están inevitablemente vinculados. Esa comprensión ha planteado la cuestión de si las fuerzas en la superficie, como la subducción de un trozo de corteza debajo de otra, o las fuerzas profundas en el manto están impulsando principalmente el movimiento de las placas que forman la corteza. La respuesta, encontraron Coltice y sus colegas, es que la pregunta está mal planteada. Esto se debe a que las dos capas están tan entrelazadas que ambas contribuyen.
Durante las últimas dos décadas, Coltice le dijo a Live Science, los investigadores han estado trabajando para crear modelos informáticos que puedan representar las interacciones corteza-manto de manera realista. A principios de la década de 2000, algunos científicos desarrollaron modelos de movimiento impulsado por el calor (convección) en el manto que naturalmente dio lugar a algo que parecía una tectónica de placas en la superficie. Pero esos modelos fueron intensivos en mano de obra y no obtuvieron mucho trabajo de seguimiento, dijo Coltice.
Coltice y sus colegas trabajaron durante ocho años en su nueva versión de los modelos. Solo ejecutar la simulación solo tomó 9 meses.
Construyendo una Tierra modelo
Coltice y su equipo tuvieron que crear primero una Tierra virtual, completa con parámetros realistas: todo, desde el flujo de calor hasta el tamaño de las placas tectónicas y el tiempo que generalmente se tarda en formar y desarmarse los supercontinentes .
Coltice dijo que hay muchas formas en que el modelo no es una imitación perfecta de la Tierra. Por ejemplo, el programa no realiza un seguimiento de la deformación anterior de la roca, por lo que las rocas que se han deformado antes no son propensas a deformarse más fácilmente en el futuro en su modelo, como podría ser el caso en la vida real. Pero el modelo aún producía un planeta virtual de aspecto realista, completo con zonas de subducción ,deriva continental y crestas y trincheras oceánicas.
Más allá de demostrar que las fuerzas del manto dominan cuando los continentes se unen, los investigadores encontraron que las columnas calientes de magma llamadas plumas de manto no son la razón principal por la que los continentes se separan. Las zonas de subducción, donde un trozo de corteza se ve forzado debajo de otro, son los impulsores de la ruptura continental, dijo Coltice. Plumas de manto entran en juego más tarde. Las plumas ascendentes preexistentes pueden alcanzar rocas superficiales que se han debilitado por las fuerzas creadas en las zonas de subducción. Luego se insinúan en estos puntos más débiles, lo que hace que sea más probable que el supercontinente se agriete en esa ubicación.
El siguiente paso, dijo Coltice, es unir el modelo y el mundo real con observaciones. En el futuro, dijo, el modelo podría usarse para explorar todo, desde grandes eventos de vulcanismo hasta cómo se forman los límites de las placas y cómo se mueve el manto en relación con la rotación de la Tierra.