TARBUCK y LUTGENS, Ciencias de la Tierra (8va ed.)

¿Qué impulsa los movimientos de las placas? 71dad en el manto, donde el material es más viscoso (menosfluido).Modelos de convección placas-mantoCualquier modelo de convección placa-manto debe sercoherente con las propiedades fisicoquímicas observadasdel manto. Cuando se propuso por primera vez la expansióndel fondo oceánico, los geólogos sugirieron que laconvección en el manto consistía en corrientes ascendentesque procedían de las profundidades del manto por debajode las dorsales oceánicas. Se creía que, después de alcanzarla base de la litosfera, estas corrientes se expandíanlateralmente y separaban las placas. Por tanto, se considerabaque las placas eran transportadas pasivamente porla corriente del manto. Sin embargo, según las pruebas físicas,empezó a verse claro que el flujo por debajo de lasdorsales oceánicas es poco profundo y no está relacionadocon la convección profunda del manto. Es el movimientohorizontal de las placas litosféricas que se apartande la dorsal el que provoca el afloramiento del manto y noal revés. También observamos que el movimiento de lasplacas controla las corrientes de convección del manto.Cuando las placas se mueven, arrastran el material adyacente,induciendo así la corriente del manto. Por tanto, losmodelos modernos consideran las placas como parte integralde la convección del manto y quizás incluso comosu componente más activo.Además, cualquier modelo aceptable debe explicarpor qué las lavas basálticas que entran en erupción a lo largode la dorsal oceánica tienen una composición bastantehomogénea y carecen de algunos elementos traza. Se hademostrado que los basaltos de la dorsal derivan de rocassituadas en el manto superior que experimentaron un períodoanterior de diferenciación química, en el que desaparecieronestos elementos. Por el contrario, se encuentranconcentraciones mayores de estos mismos elementosen las erupciones basálticas asociadas con el volcanismo depuntos calientes. Puesto que las lavas basálticas que entranen erupción en lugares distintos tienen distintas concentracionesde elementos traza, se supone que derivan de regionesquímicamente diferenciadas del manto. Se creeque los basaltos asociados con las plumas del manto procedende una fuente primitiva (menos diferenciada), quees más parecida a la composición química media del mantoprimitivo.Estratificación a 660 kilómetros Antes nos hemos referidoa la versión del «pastel de capas» de la convección delmanto. Como se muestra en la Figura 2.30A, uno de estosmodelos estratificados tiene dos zonas de convección:una capa convectiva delgada por encima de los 660 kilómetrosy otra gruesa situada debajo. Este modelo ofreceuna explicación satisfactoria de por qué las lavas basálticasque entran en erupción a lo largo de las dorsales oceánicastienen una composición algo diferente de las lavasque entran en erupción en Hawaii como consecuencia dela actividad de los puntos calientes. Los basaltos de la dorsalcentrooceánica proceden de la capa convectiva superior,que está bien mezclada, mientras que la pluma delmanto que alimenta los volcanes hawaianos utiliza unafuente más profunda, más primitiva, que reside en la capaconvectiva inferior.A pesar de las pruebas que respaldan este modelo, lasimágenes sísmicas han demostrado que las placas en subducciónde la litosfera oceánica fría pueden atravesar el límitede los 660 kilómetros. La litosfera en subducción deberíaservir para mezclar ambas capas, la superior y lainferior. Por consiguiente, la estructura estratificada delmanto se destruiría.Convección de todo el manto A causa de los problemasque plantea el modelo estratificado, los investigadoresempezaron a preferir la convección de todo el manto. Enun modelo de convección de todo el manto, las placas delitosfera oceánica fría descienden al manto inferior, agitandoasí todo el manto (Figura 2.30B). A la vez, las plumasdel manto caliente que se generan cerca del límitemanto-núcleo transportan el calor hacia la superficie. Seha sugerido que a las velocidades extremadamente lentasde la convección, habría rocas del manto primitivo (contodos sus componentes) en cantidades suficientes paraalimentar las plumas del manto ascendentes.Sin embargo, estudios recientes han demostradoque la mezcla de todo el manto haría que éste se mezclaraen cuestión de unos pocos centenares de millones deaños. Esta mezcla tendería a eliminar la fuente de magmaprimitivo observada en el volcanismo de puntos calientes.Modelo de capa profunda Una posibilidad que queda esla estratificación más profunda del manto. Se ha descritoun modelo de capa profunda como analogía de una «lámparade lava» en una localización baja. Como se muestraen la Figura 2.30C, quizás el tercio inferior del manto escomo el fluido coloreado de la parte inferior de una lámparade lava. El calor procedente del interior de la Tierrahace que las dos capas crezcan y se encojan según unos esquemascomplejos sin que se produzca una mezcla sustancial,de una manera similar a los patrones observadosen una lámpara de lava. Una pequeña cantidad de materialde la capa inferior asciende mientras las plumas delmanto generan volcanismo de puntos calientes en la superficie.Este modelo proporciona las dos fuentes del mantoquímicamente distintas que los datos observacionales necesitan.Además, es compatible con las imágenes sísmicas