En la década de 1970, Los científicos tuvieron una idea revolucionaria sobre cómo funciona el interior profundo de la Tierra. Propusieron que se agita lentamente como una lámpara de lava, con gotas flotantes que se elevan como columnas de roca del manto caliente desde cerca del núcleo de la Tierra, donde las rocas están tan calientes que se mueven como un fluido.

Según la teoría, a medida que estas plumas se acercan a la superficie, comienzan a derretirse, desencadenando erupciones volcánicas masivas. Pero la evidencia de la existencia de tales columnas resultó difícil de alcanzar y los geólogos casi habían rechazado la idea.

Sin embargo, en un artículo publicado hoy, ahora podemos proporcionar esta evidencia. Nuestros resultados muestran que Nueva Zelanda se asienta sobre los restos de una columna volcánica gigante tan antigua. Mostramos cómo este proceso provoca actividad volcánica y juega un papel clave en el funcionamiento del planeta.

Vibraciones inusuales

Hace unos 120 millones de años, durante la época de los dinosaurios en el período Cretácico, vastas erupciones volcánicas bajo el océano crearon una meseta submarina del tamaño de la India. Tiempo extraordinario, fue roto por los movimientos de las placas tectónicas. Un fragmento ahora se encuentra debajo de Nueva Zelanda y forma la meseta de Hikurangi.

Medimos la velocidad de las ondas de presión sísmica, efectivamente ondas sonoras, y cómo viajan a través de las rocas del manto debajo de la meseta de Hikurangi. Estas vibraciones fueron provocadas por terremotos o explosiones deliberadas y alcanzaron velocidades de 9 kilómetros por segundo.

Es bien conocido estas olas conocidas como ondas P, viajar en el manto superior de la Tierra a una velocidad notablemente constante:alrededor de 8,1 km por segundo (alrededor de 30, 000km por hora). Incluso pequeñas desviaciones de esta velocidad constante revelan información importante sobre el estado de las rocas del manto.

Desde finales de la década de 1970, Se habían informado velocidades rápidas de onda P (8,7-9,0 km / s) desde una profundidad de unos 30 km bajo el este de la Isla Norte de Nueva Zelanda. Las vibraciones sísmicas registradas en estos primeros datos solo viajaban en una dirección a través de una pequeña parte del manto, y el significado de la alta velocidad no estaba claro.

Nuestros nuevos datos son mucho más extensos, de un importante experimento sísmico en 2012 que abarcó el sur de la Isla Norte y las regiones costeras, incluida la meseta de Hikurangi.

Muestra que la velocidad de las ondas P alcanzó los 9 km / s, independientemente de la dirección horizontal en la que viajaran. Pero un análisis cuidadoso de las vibraciones provocadas por terremotos profundos mostró velocidades inusualmente bajas para las vibraciones que viajan en dirección vertical.

Esto revela información crucial sobre cómo las enormes fuerzas internas de la Tierra han estirado o comprimido las rocas del manto. y esto resulta confirmar la existencia de las escurridizas plumas.

Un panqueque sísmico

El patrón de velocidades sísmicas que observamos requiere que las rocas del manto debajo de la meseta de Hikurangi se hayan estirado y comprimido de la misma manera que se podría producir una forma de panqueque al aplanar una bola de goma.

Cuando llevamos a cabo simulaciones por computadora de columnas ascendentes en el manto, descubrimos que reproducían exactamente este patrón de aplanamiento de panqueques, a medida que la cabeza en forma de hongo de la columna se extiende hacia los lados y colapsa cerca de la superficie.

También analizamos datos de experimentos sísmicos realizados por equipos internacionales en otras mesetas oceánicas en la región del Pacífico suroeste. Notablemente, tanto las mesetas de Manihiki como las de Ontong-Java mostraron el mismo patrón que observamos debajo de la meseta de Hikurangi. Las ondas P viajaron a las mismas velocidades altas independientemente de la dirección horizontal, pero a velocidades significativamente más lentas en la dirección vertical.

Reconstruyendo un superpluma antiguo

Las principales mesetas oceánicas del Pacífico suroeste ahora están dispersas, pero sabemos cómo encajaron una vez, hace unos 120 millones de años. Formaron una región sustentada por una gruesa capa de roca volcánica, miles de kilómetros de diámetro.

Nuestro análisis muestra que toda esta región se encuentra por encima de la cabeza única de una columna gigante, una superpluma, que se derritió para producir estallidos masivos de lava durante un período geológicamente breve de unos pocos millones de años.

Siberia es el único otro lugar de la Tierra donde se ha observado este patrón de velocidades de onda P en el manto superior. Y resulta que este también fue el escenario de erupciones volcánicas generalizadas hace unos 250 millones de años, se cree que es causado por el surgimiento de un superpluma.

Esta actividad volcánica pudo haber cambiado el clima de la Tierra y provocado una extinción masiva que afectó la evolución de la vida.

Nueva Zelanda y algunas islas dispersas en el suroeste del Pacífico están encaramadas sobre los restos de lo que alguna vez fue una fuerza geológica inmensamente poderosa. No sabemos si este proceso todavía está en curso hoy, pero nuestra nueva técnica sísmica para encontrar estos remanentes de superplumas puede ayudarnos a descubrir más, proporcionando más información sobre las muchas conexiones entre el interior profundo de nuestro planeta y lo que sucede en la superficie.

Este artículo se ha vuelto a publicar de The Conversation con una licencia de Creative Commons. Lea el artículo original.