Dinámica del Manto y Tectónica de Placas: Penachos, Puntos Calientes y Ciclo de Wilson

Plumas Calientes

La tomografía sísmica ha demostrado que la convección tiene lugar en todo el manto a modo de corrientes caóticas. Las zonas de descenso de esas corrientes son lineales y coinciden con las zonas de subducción, mientras que los ascensos se producen en forma de columnas de material caliente, desde la interfase manto-núcleo (los penachos térmicos).

Circulación General en el Manto

1. En las zonas de subducción, la litosfera fría y densa subduce, arrastrando al resto de la placa, hasta el límite del manto superior e inferior.
2. A unos 670 km se acumulan materiales litosféricos que se van calentando y haciéndose más densos hasta que se desploman en forma de avalanchas (cascadas subductivas) que llegan hasta el límite con el núcleo.
3. Estas cascadas enfrían la base del manto y la zona contigua del núcleo y forman el nivel D o capa D, que es una zona no homogénea.
4. En el nivel D, los materiales se desplazan lateralmente desde las cascadas subductivas hasta los lugares donde, de nuevo, comenzarán a ascender, en forma de penacho térmico o pluma, hasta que alcancen la superficie en forma de puntos calientes.

Formación de las Islas Hawái

El desplazamiento de una placa sobre un punto caliente (hot spot) puede dar lugar a archipiélagos volcánicos como el de las islas de Hawái, originado por el movimiento de la placa Pacífica sobre un punto caliente. Las islas más antiguas, situadas lejos del punto caliente, no tienen volcanes activos, mientras que las más jóvenes, que están encima del mismo, presentan un vulcanismo activo. Es el caso de la isla de Hawái con 3 volcanes activos: Kilauea, Hualalai y Mauna Loa, que es el mayor del planeta.

Ciclo de Wilson

La dinámica de las placas litosféricas a nivel planetario se explica y sintetiza en el denominado Ciclo de Wilson, que debe su nombre al científico John Tuzo Wilson.

1. Fragmentación continental. Comienza con la fragmentación de un continente debido a la acción de un punto caliente. El magma que asciende desde el manto provoca el abombamiento de la litosfera.
2. Formación de un valle de rift. La litosfera se rompe, lo que origina una serie de fallas paralelas. Los bloques centrales se hunden y queda una depresión larga y estrecha, llamada valle de rift, que es inundada por el agua que forma lagos y ríos.
3. Formación de un mar joven y estrecho. El magma que asciende desde el manto se solidifica, lo que origina una nueva corteza oceánica. Si continúa la expansión del fondo oceánico se crea un mar joven y estrecho como el mar Rojo y el golfo de Adén.
4. Extensión del fondo oceánico. Si el proceso expansivo continúa, a medida que se aleja de la dorsal la corteza oceánica va enfriándose y haciéndose más rígida y densa. Los mares crecen continuamente y se abren amplios océanos, como el Atlántico.
5. Rotura de placa mixta y subducción. Los límites destructivos se generan al detenerse o iniciarse un movimiento en sentido contrario uno o los dos bloques continentales que se alejan de la dorsal. Esto causa la rotura de la placa mixta y la formación de dos placas, una continental y una oceánica, más densa, que se irá hundiendo bajo la primera en un proceso de subducción y se destruirá al penetrar en el manto.
6. Colisión continental (Obducción). Si la corteza oceánica que subduce forma parte de una placa mixta, la convergencia culminará con la colisión entre dos bloques con corteza continental (obducción).