Corrientes de convección: definición, estudios y réplicas
Las corrientes de convección son el movimiento continuo que las placas terrestres realizan constantemente. Aunque suelen darse a gran escala, hay estudios que demuestran que también las hay a una escala menor.
El planeta tierra está formado por un núcleo, el manto y la corteza terrestre. El manto es la capa que podemos encontrar entre el núcleo y la corteza. La profundidad de este varía, dependiendo del punto del planeta en el que nos encontremos, pudiendo extenderse desde una profundidad de 30 Km respecto a la superficie, hasta los 2.900 Km.
El manto se distingue del núcleo y la corteza porque tiene un comportamiento mecánico. Está formado por un material viscoso sólido. Se encuentra en estado viscoso debido a las altas presiones a las que está sometido.
Las temperaturas del manto pueden oscilar entre los 600 ºC, hasta alcanzar los 3.500 ºC. Tiene temperaturas más frías cuanto más cercano este a la superficie y temperaturas más elevadas cuanto más próximo se encuentre del núcleo.
Podemos separar el manto en dos partes, el superior y el inferior. El manto inferior confluye desde la discontinuidad de Mohorovičić hasta una profundidad de unos 650 Km.
Esta discontinuidad, conocida comúnmente por Moho, se sitúa en una profundidad media de 35 Km, pudiendo encontrarse tan sólo 10 Km por debajo del fondo de los océanos. El manto inferior sería la parte comprendida entre los 650 Km de profundidad, hasta el límite con el núcleo interno del planeta.
Debido a la diferencia térmica existente entre el núcleo y la corteza terrestre, se producen corrientes convectivas a lo largo de todo el manto.
Origen de las hipótesis
En el año 1915, una hipótesis desarrollada por Alfred Wegener, postulaba el movimiento de las masas continentales. Wegener decía que los continentes se desplazaban sobre el fondo del océano, aunque no sabía cómo demostrarlo.
En 1929, Arthur Holmes, un geólogo británico reconocido, postuló la hipótesis que bajo la corteza terrestre podíamos encontrar un manto de roca fundida, que provocaba corrientes de convección de lava que tenían fuerza para mover las placas tectónicas y, por ende, los continentes.
Pese a que la teoría era coherente, no fue aceptada hasta los años 60, que se empezó a desarrollar las teorías sobre tectónica de placas.
En estas formulaciones se mantenía que las placas terrestres se desplazaban debido a las fuerzas de convección de la tierra, provocando choques, que son los encargados de dar forma a la superficie de la tierra.
¿Cómo funcionan las corrientes de convección?
Las corrientes de convección son las corrientes de materiales que se producen en el manto terrestre con ayuda de la gravedad. Estas corrientes son las encargadas de desplazar no sólo los continentes, como postulaba Wegener, sino todas las placas litosféricas que se encuentran por encima del manto.
Estas corrientes son producidas por diferencias de temperatura y densidad. Ayudadas por la gravedad hacen que los materiales más calientes asciendan en dirección a la superficie, ya que son menos pesado.
Esto significa por tanto que los materiales más fríos son más densos y más pesados, por lo que descienden hacia el núcleo terrestre.
Como comentamos antes, el manto está formado de materiales sólidos, pero se comporta como si fuera un material viscoso que se deforma y estira, el cual mueve sin llegar a romperse. Se comporta de esta manera debido a las altas temperaturas y la gran presión a la que están sometidos estos materiales.
En la zona cercana al núcleo terrestre, las temperaturas pueden llegar a alcanzar los 3.500ºC, y las rocas que se encuentran en esa parte del manto pueden llegar a fundirse.
Al fundirse los materiales sólidos pierden densidad, por lo que se hacen más ligeros y pasan a ascender hacia la superficie. La presión de los materiales sólidos que tiene por encima, hace que estos intenten descender por su peso, permitiendo la salida de los materiales más calientes hacia la superficie.
Estas corrientes de materiales con forma ascendente, se les conoce cómo plumas o penachos térmicos.
Los materiales que alcanzan la litosfera la pueden llegar a atravesar, y eso es lo que forma la fragmentación de los continentes.
La litosfera oceánica, tiene una temperatura muy inferior a la del manto, por lo que grandes trozos fríos se hunden en el manto, originando corrientes descendentes. Estas corrientes descendentes pueden llegar a mover los trozos de litosfera oceánica fría, hasta la proximidad del núcleo.
Estas corrientes producidas, ya sean ascendentes o descendentes, actúan como un rodillo, creando las células de convección, lo que da lugar a explicar el movimiento de las placas tectónicas de la corteza terrestre.
Criticas a estas teorías
Nuevos estudios han modificado un poco la teoría de las células de convección. Si esta teoría fuese cierta, todas las placas que conforman la superficie terrestre deberían tener una célula de convección.
Sin embargo, hay placas que son tan grandes, que una sola célula de convección debería tener un gran diámetro y gran profundidad. Esto produciría que alguna de las células llegara hasta la profundidad del núcleo.
Por estas últimas investigaciones, se ha llegado a la idea de que existen dos sistemas convectivos separados, siendo esta es la razón por la que la tierra haya mantenido el calor durante tanto tiempo.
Los estudios de las ondas sísmicas han permitido obtener los datos de la temperatura interna de la tierra y la realización de un mapa de calor.
Estos datos obtenidos por la actividad sísmica, apoyan la teoría de que existen la distinción de dos tipos de células de convección, unas más cercanas a la corteza terrestre y otras más cercanas al núcleo.
Estos estudios, también sugieren que los movimientos de las placas tectónicas no solo se deben a las células de convección, sino que la fuerza de la gravedad ayuda empujando las partes más internas hacia la superficie.
Cuando la placa es estirada por las fuerzas de convección, la fuerza de la gravedad ejerce presión sobre ésta y acaban por romperse.
Referencias
- Dan, Mckencie; Frank Ritcher (1997) Corrientes de convección en el manto terrestre. Revista Investigación y ciencia Nº4.
- Archibald Geikie (1874) Geology.
- JACKSON, Julia A. Glossary of geology. Glossary of Geology, by JA Jackson. Berlin: Springer.
- DAVIS, John C.; SAMPSON, Robert J. Statistics and data analysis in geology.
- DAVIS, George Herbert; REYNOLDS, Stephen J. Structural geology of rocks and regions. En Structural geology of rocks and regions. Wiley, 1996.
- SUPPE, John. Principles of structural geology. Prentice Hall, 1985.
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