3.13: El Manto

Convección del Manto

La convección de calor gravitacional en el manto es la fuente de fuerzas que mueven, doblan y rompen rocas en la litosfera terrestre (Figura 3.19). El calor en la Tierra es producido por la desintegración radiactiva de isótopos inestables, así como el calor sobrante de cuando la Tierra se formó hace miles de millones de años en la nebulosa del sistema solar.

El movimiento dentro del manto es responsable del estiramiento profundo de la corteza (extensión) y compresión. El movimiento en el manto es producido por la convección de calor gravitacional: las rocas calientes se expanden y suben mientras que las rocas más frías (por lo tanto más densas) La corteza continental más gruesa, menos densa flota más alta que la corteza oceánica más delgada y densa debajo de las cuencas oceánicas. La convección de calor impulsada por gravedad dentro de la Tierra es la fuente de energía concluyente que impulsa los movimientos tectónicos de la placa.

Figura 3.19. La convección del manto es la fuerza impulsora del movimiento en la litosfera terrestre.

Comportamiento de la Litosfera (corteza rígida y manto superior) y Astenosfera (manto superior)

Las subdivisiones utilizadas en discusiones geológicas relacionadas con la Teoría de la Tectónica de Placas (discutidas a continuación) incluyen:

La litosfera es la porción exterior rocosa de la Tierra, consiste en la corteza y el manto superior (aproximadamente las 60 millas superiores [100 km] por debajo la superficie de la Tierra). Es la zona sólida (más quebradiza) de la tierra donde ocurren los sismos.

La astenosfera es la porción superior del manto subyacente a la litosfera donde el calor y la presión son lo suficientemente grandes como para que los materiales fluyan lentamente. Este movimiento es impulsado por el calor derivado del interior de las partes más profundas del manto y núcleo que hacen que los materiales fluyan por convección de calor gravitacional (ver Figura 3.19). La convección gravitacional funciona de la siguiente manera: agregar calor hace que los materiales (sólidos y fundidos) se expandan, suelten densidad y suban; mientras que el material de enfriamiento se contrae y aumenta en densidad, y se hunde. La astenosfera es una capa semilíquida de la Tierra, entre aproximadamente 40 y 80 millas (100-200 km) por debajo de la litosfera rígida externa (corteza oceánica y continental) que forma parte del manto y se piensa que es capaz de fluir lentamente vertical y horizontalmente, permitiendo que secciones de la litosfera disminuyan, suban y someterse a un movimiento lateral asociado con la tectónica de placas.

Otra distinción importante dentro de la litosfera son las diferencias entre lo que se conoce como corteza oceánica y corteza continental. Las rocas expuestas en las masas continentales son diferentes a las que se encuentran en la corteza debajo de las cuencas oceánicas.

La corteza oceánica es parte de la litosfera terrestre que subyace a las cuencas oceánicas. La corteza oceánica está compuesta principalmente por rocas máficas (principalmente basalto y otras rocas ricas en hierro y magnesio). Estas rocas son más densas que las rocas que subyacen a los continentes (las rocas de la corteza continental son menos densas y están enriquecidas en sílice y aluminio). Además, la corteza oceánica en todo el mundo es significativamente más joven (menos de 200 millones de años). Por el contrario, las rocas que se encuentran dentro de las masas terrestres continentales son generalmente menos densas y mucho más antiguas que las rocas que se encuentran debajo de las cuencas Las masas terrestres compuestas por corteza continental se han acumulado típicamente muy lentamente a través de los procesos de refinación natural asociados con la tectónica de placas durante cientos de millones a varios miles de millones de años.

La corteza continental es la parte relativamente gruesa de la corteza terrestre que forma las grandes masas terrestres. La corteza continental es generalmente más antigua, más gruesa y menos densa que la corteza oceánica. La corteza continental también es típicamente, más compleja que la corteza oceánica, las masas terrestres continentales están compuestas dominantemente por ígneas y metamórficas de granito o composición más félsica (las rocas están enriquecidas en sílice y aluminio).

En general, las rocas que se encuentran dentro de la corteza continental son menos densas y gruesas que las rocas debajo de las cuencas oceánicas. Esta diferencia en grosor y densidad de los dos tipos de corteza ayuda a explicar la geografía del planeta así como a explicar muchos aspectos de las fuerzas tectónicas que cambian los paisajes de nuestro planeta a lo largo del tiempo. Al igual que los bloques de madera que flotan en el agua, donde la corteza continental es más gruesa y menos densa, las masas terrestres flotan isostáticamente más altas sobre la astenosfera. Donde la corteza continental es lo suficientemente gruesa se eleva por encima de la superficie de los océanos (Figura 3.20). Los océanos llenan las regiones inferiores de la superficie de la Tierra sustentadas por una corteza oceánica más delgada y densa.

Figura 3.20. Isostasia: bloques flotantes de madera de diferentes tamaños ilustran cómo las rocas oceánicas y continentales de la corteza están en equilibrio isostático relativo flotando sobre el manto. Habría que costras menos densas debajo de las cadenas montañosas que bajo los océanos. Como revelan los estudios geofísicos, la corteza continental suele ser más gruesa y menos densa que la corteza oceánica.

Figura 3.21. El engrosamiento de la corteza en las montañas del Himalaya y la meseta tibetana se ilustra en esta fotografía del espacio.