Los puntos calientes volcánicos como los que crearon las islas hawaianas se han considerado durante mucho tiempo puntos estacionarios, creado por procesos en lo profundo del interior de la tierra.

Utilizando nuevos datos y análisis paleomagnéticos, investigadores John Tarduno, profesor de ciencias ambientales y de la tierra en la Universidad de Rochester; Richard Bono, ex investigador asociado postdoctoral en el laboratorio de Tarduno y ahora investigador postdoctoral en la Universidad de Liverpool; y Hans-Peter Bunge, un geofísico de la Universidad de Munich, proporcionan evidencia concluyente de que los puntos calientes no son fijos sino que se mueven. La investigación, publicado en Nature Communications, resuelve un gran debate sobre el origen de la estructura a gran escala de la superficie y el interior profundo de la tierra.

¿Qué son los puntos calientes?

La litosfera de la tierra es la capa más externa de nuestro planeta, compuesto por siete piezas principales del rompecabezas conocidas como placas tectónicas. Si bien hoy en día cada una de las placas tectónicas abarca aproximadamente uno de los siete continentes y el Océano Pacífico, Los científicos creen que las piezas una vez encajaron para formar supercontinentes. El último supercontinente de la Tierra, Pangea, comenzó a romperse hace unos 175 millones de años. Gran parte de la actividad sísmica de la tierra, incluidos terremotos y volcanes, ocurre en los límites de las placas tectónicas.

Pero hay otras regiones en la tierra caracterizadas por la actividad volcánica, independiente de los límites de la placa. Los investigadores se refieren a estas áreas como puntos calientes. Se cree que los puntos calientes se desarrollan por encima de afloramientos anormalmente calientes de magma en el manto de la tierra llamados plumas del manto. Aunque los investigadores no pueden viajar al manto para observar estos procesos, son capaces de inferir puntos calientes debido al vulcanismo que se desarrolla cuando el magma atraviesa la litosfera. Los puntos calientes más activos incluyen los que se encuentran debajo de Yellowstone, las islas Galápagos, Islandia, y Hawaii.

Puntos calientes fijos vs móviles

La teoría de la tectónica de placas fue ampliamente aceptada en la década de 1960, pero, dice Tarduno, "descifrar el movimiento pasado de las placas tectónicas de la Tierra y vincular estos movimientos a procesos más profundos dentro de la Tierra es un desafío continuo en las geociencias".

Durante décadas después de la revolución de la tectónica de placas, los investigadores pensaron que los puntos calientes estaban arreglados, proporcionando un marco de referencia para medir el movimiento de las placas de la tierra.

Una ilustración icónica de esta idea fue la curva de 60 grados en la cadena de islas que conforman Hawai. Los investigadores creían que las islas hawaianas se crearon a través de un proceso similar a una línea de ensamblaje:una isla se formaría sobre un punto caliente, el movimiento de la placa movería la isla fuera del punto caliente, y el punto caliente permanecería en su lugar y generaría una nueva isla.

En 2001, Tarduno y sus colegas recolectaron muestras de rocas y sedimentos a través de perforaciones oceánicas científicas en los montes submarinos Emperador de Hawai, bajo el mar, volcanes extintos en el Océano Pacífico. Al estudiar el magnetismo encerrado en las muestras antiguas, un campo conocido como paleomagnetismo, los investigadores determinaron que el punto caliente debajo de Hawai no estaba fijo sino que se había movido. Esto pintó una imagen más consistente con un manto de convección activa y en constante movimiento.

A pesar de esta evidencia, sin embargo, Continuó la controversia sobre la fijeza de los puntos calientes.

Grandes regiones de puntos calientes

El debate se intensificó cuando los investigadores reconocieron que muchos puntos calientes tenían sus raíces en una de las dos grandes regiones por encima del límite entre el núcleo y el manto:una región bajo África y la otra bajo el Pacífico. La investigación realizada por sismólogos indicó que estas eran regiones, conocidas como grandes provincias de baja velocidad de corte (LLSVP), donde las ondas sísmicas viajan lentamente. La baja velocidad significaba que las regiones eran inusualmente calientes o químicamente diferentes de la roca circundante.

Algunos científicos creen que los LLSVP son reliquias de la subducción de placas, donde una placa se mueve hacia abajo en el manto debajo de otro lugar, lo que sugiere que los LLSVP se mueven constantemente. Otros científicos creen que los LLSVP son estacionarios y se forman a partir de una formación primordial, que data de los primeros procesos que dieron forma al planeta.

Los nuevos análisis realizados por Tarduno y su equipo, incluido el modelado, geoquímica, y paleomagnetismo, sugieren que las LLSVP están en marcha, reliquias de la subducción que ha tenido lugar desde la desintegración de Pangea.

"Los LLSVP son claramente antiguos, más de 100 millones de años, pero algunos investigadores han afirmado que también son fijos y, por lo tanto, pueden usarse como marco de referencia para el movimiento de la placa, "Dice Tarduno." Los nuevos análisis sugieren que las LLSVP pueden atraer plumas del manto hasta que las LLSVP y las plumas del manto se fusionen ".

Los investigadores también descubrieron que los LLSVP pueden experimentar un movimiento a gran escala comparable en velocidad al movimiento de las placas tectónicas. Esto proporciona aún más evidencia de que fue el movimiento de los puntos calientes, y no su fijación, lo que causó la curva en las islas hawaianas.