El estudio de los volcanes de la Isla de Pascua cambian todo lo que sabemos sobre el interior de la Tierra

Es posible que el manto terrestre no siempre se mueva al unísono con la corteza tectónica subyacente, tal y como se ha planteado durante décadas en los libros de texto, sino que se comporte de forma diferente.

Esta es la conclusión de un equipo internacional de geólogos que ha realizado un misterioso hallazgo en la Isla de Pascua, el territorio especial chileno en el Pacífico famoso por sus estatuas gigantes.

La idea de que la corteza y el manto de la Tierra podrían moverse juntos como una “cinta transportadora” a consecuencia de las corrientes de convección en este último fue propuesta por primera vez en 1919 por el geólogo británico Sir Arthur Holmes.

Su sugerencia proporcionaba un mecanismo por el que los grandes continentes podrían desplazarse a la deriva por la superficie de la Tierra, una teoría entonces controvertida basada en pruebas como el hecho de que masas continentales como África y Sudamérica parecían encajar y tenían rocas y fósiles que coincidían a pesar de estar separadas por un océano.

Hallazgo de “cápsulas del tiempo”

Ahora, sin embargo, los investigadores han hallado “cápsulas del tiempo” de cristal en la Isla de Pascua que parecen haber permanecido en el mismo lugar del manto durante unos 162.5 millones de años. Esto es incompatible con la teoría de la cinta transportadora, lo que sugiere que el comportamiento del manto puede ser mucho más complejo de lo que pensábamos.

Desde el punto de vista geológico, la Isla de Pascua, situada a unos 3.000 kilómetros de la costa de Chile, es una especie de gallina de los huevos de oro. Las partes más antiguas de la isla se formaron por erupciones volcánicas que tuvieron lugar hace 2.5 millones de años, sobre una placa oceánica no mucho más antigua.

Moai en la Isla de Pascua. Crédito de imagen: Douwe van Hinsbergen

En su investigación, la geóloga Yamirka Rojas-Agramonte, de la University of Kiel (Alemania), y sus colegas se propusieron inicialmente calcular con precisión la edad de la isla. Para ello, recurrieron a unos diminutos cristales de uranio conservados en la lava, llamados circones, que son como pequeñas cápsulas del tiempo naturales.

Cuanto más tiempo pasa desde que los cristales se forman a partir del magma enfriado, más uranio se transforma en plomo. Midiendo la proporción entre ambos, los geólogos pueden determinar la antigüedad de los cristales.

El equipo encontró cientos de circones del material volcánico más antiguo de la Isla de Pascua y los analizó. Pero algo no encajaba. Algunos se formaron hace unos 2.5 millones de años, como era de esperar, pero otros parecían ser mucho más antiguos, de hace 165 millones de años, antes incluso de que se formara la isla.

Esto supuso un rompecabezas para los investigadores. Un análisis químico más detallado de los cristales de circón reveló que todos tenían prácticamente la misma composición, lo que significaba que debían proceder de magma con la misma composición que los volcanes “jóvenes”.

Al mismo tiempo, sin embargo, estos volcanes no podían haber estado activos durante 165 millones de años: ni siquiera la placa oceánica de la que estallaron es tan antigua.

La única solución al enigma del equipo es que los circones antiguos deben haberse originado en la fuente profunda del vulcanismo: muy por debajo de la corteza terrestre, en el manto.

Al igual que los volcanes de Hawaii e Islandia, los de la Isla de Pascua están impulsados por un “punto caliente” subyacente, un penacho donde el material fundido asciende por el manto como la parafina flotando en una lámpara de lava.

Como los penachos se originan en la base del manto (en el límite con el núcleo de la Tierra, que está a 1.000 grados Celsius más caliente que la capa suprayacente), están esencialmente fijos en su lugar.

En cambio, la corteza terrestre (y, según la teoría tradicional de la cinta transportadora, el manto subyacente) se desplaza sobre los puntos calientes. El resultado es que los puntos calientes forman volcanes en distintos lugares de la superficie terrestre a lo largo del tiempo, como en la cadena hawaiana, en la que las distintas islas se formaron al situarse sobre el punto caliente.

Tal vez, pensaron los investigadores, los circones más antiguos hallados en la Isla de Pascua demostraran que el punto caliente había estado activo durante 165 millones de años.

Sin embargo, el problema es que gran parte de las pruebas originales -las placas tectónicas de hace 165 millones de años- han desaparecido.

Placas oceánicas “reciclables”

Como explica Douwe van Hinsbergen, coautor del artículo y geólogo de la Utrecht University, las placas oceánicas del Pacífico se reciclan gradualmente a medida que sus bordes se hunden bajo una corteza continental más flotante. (Este proceso provoca actividad volcánica bajo la placa suprayacente, formando la cadena de volcanes alrededor del Pacífico conocida como “el Anillo de Fuego”).

Van Hinsbergen, cuyo trabajo ha consistido en intentar reconstruir esas placas perdidas, dijo en un comunicado:

“La dificultad estriba en que las placas de hace 165 millones de años hace tiempo que desaparecieron en esas zonas de subducción»”.

Mecánica del penacho del manto bajo la Isla de Pascua. Crédito de imagen: Douwe van Hinsbergen

Cuando Van Hinsbergen añadió a sus simulaciones una gran meseta volcánica de hace 165 millones de años en el emplazamiento de la Isla de Pascua, descubrió que este rasgo debió de subducirse bajo la Península Antártica hace unos 110 millones de años, lo que sugiere una solución a otro pequeño misterio.

Van Hinsbergen explicó:

“Coincidió con una fase poco conocida de formación de montañas y deformación de la corteza en ese mismo lugar. Esa cadena montañosa, cuyas huellas son claramente visibles, bien podría ser el efecto de [la] subducción de una meseta volcánica que se formó hace 165 millones de años”.

Como suele ocurrir, la resolución de un problema no hace sino crear otro. Las reconstrucciones de las placas del pasado apoyan la idea de que la pluma de la Isla de Pascua puede haber estado activa durante la friolera de 165 millones de años.

Erupciones volcánicas recientes ayudan a dar respuestas

Las erupciones volcánicas “recientes” que empezaron a formar la isla hace 2.5 millones de años no sólo trajeron material fresco, sino también restos de magmas más antiguos de la pluma, lo que explica que las lavas pudieran contener cápsulas del tiempo 162.5 millones de años más antiguas que la propia isla.

Sin embargo, la teoría de la cinta transportadora, según la cual la corteza y el manto se mueven juntos, ya era bastante difícil de conciliar con las observaciones de que las plumas del manto permanecen en un mismo lugar, y la resistencia de estos circones de 165 millones de años la empeora.

Van Hinsbergen dijo:

“La gente explicaba esto diciendo que los penachos se elevan tan rápido que no se ven afectados por un manto que se movía con las placas, y que constantemente se suministra nuevo material de penacho bajo la placa para formar nuevos volcanes”.

Sin embargo, el problema con este razonamiento es que los restos antiguos de la pluma deberían haber sido arrastrados con el resto de la cinta transportadora del manto, y no haber llegado a la Isla de Pascua más tarde.

Van Hinsbergen dijo:

“De ahí sacamos la conclusión de que esos minerales antiguos sólo podrían haberse conservado si el manto que rodea la pluma es básicamente tan estacionario como la propia pluma”.

Según los investigadores, esta posibilidad ya se había insinuado en estudios realizados en las islas Galápagos y Nueva Guinea.

Si el equipo está en lo cierto, entonces el manto profundo bajo nuestros pies debe comportarse de forma muy diferente -y moverse mucho más despacio- de lo que se supuso durante mucho tiempo.

Los hallazgos de la investigación “Zircon xenocrysts from Easter Island (Rapa Nui) reveal hotspot activity since the middle Jurassic” han sido publicados en la revista Authorea.

[FT: eurekalert]

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