¿Qué es la convección del manto?

La convección del manto es el proceso por el cual el calor del núcleo de la Tierra se transfiere hacia la superficie. Se cree que el calentamiento del manto por el núcleo crea células de convección en las que el material del manto caliente se eleva, enfriándose a medida que avanza, hacia la corteza hasta que alcanza un material menos denso, en cuyo punto se extiende y luego desciende. Se pueden observar procesos similares en cualquier fluido por encima de una superficie caliente o tibia, por ejemplo, la atmósfera. Se supone que la convección del manto es responsable de la tectónica de placas y la deriva continental, así como del volcanismo.

La Tierra consta de tres capas principales: el núcleo, el manto y la corteza. Se cree que el núcleo está compuesto principalmente de hierro y níquel, pero con una alta proporción de elementos radiactivos; La descomposición de estos elementos, junto con el calor que queda de la formación de la Tierra, mantiene el núcleo a una temperatura alta, que se cree que está entre 5,432 y 10,832 ° F (3,000 y 6,000 ° C). Sobre el núcleo se encuentra el manto, una capa de material de silicato de metal caliente de 1,800 millas (2,900 km) de espesor, que se cree que es esencialmente líquido en sus alcances superiores, pero posiblemente sólido más abajo. La capa superior es la corteza, una capa sólida de material menos denso que flota sobre el manto. Esto consiste en la corteza oceánica, el fondo del océano, de 4 a 7 millas (6-11 km) de espesor y la corteza continental, de 19 millas (30 km) de espesor.

La corteza se divide en placas continentales que, a lo largo de la historia geológica, se han movido lentamente una con respecto a la otra, se han dividido y unido, presumiblemente bajo la influencia de los procesos de convección dentro del manto. Se cree que cuando un material de manto ascendente se acerca a la corteza, el movimiento de expansión hacia afuera hace que las secciones de la corteza a cada lado se separen. Se cree que el Océano Atlántico se formó de esta manera y el proceso continúa hoy, con una nueva corteza oceánica formada por material de manto a lo largo de la Cordillera del Atlántico Medio. También hay una serie de "puntos calientes" donde el material del manto está formando nuevas tierras en la superficie, por ejemplo, Islandia y Hawai. En algunas áreas, como la costa oeste de América del Sur, secciones de la corteza oceánica pueden deslizarse debajo de la corteza continental y descender profundamente en el manto; Estas se conocen como zonas de subducción.

Si bien el movimiento de las placas tectónicas está bien establecido y respaldado por evidencia observable, los procesos que ocurren dentro del manto de la Tierra que impulsan la tectónica no pueden investigarse directamente. Parece muy probable que los procesos de convección estén funcionando allí, pero su naturaleza exacta sigue sin estar clara. Las investigaciones sobre la convección del manto deben utilizar métodos indirectos, como el comportamiento de las ondas sísmicas y el análisis químico del material del manto que se ha extruido en la superficie a través de la actividad volcánica. Se ha encontrado que las muestras de material del manto tomadas de diferentes lugares difieren químicamente entre sí. Esto parece entrar en conflicto con los modelos teóricos donde la convección se lleva a cabo a través de toda la profundidad del manto, ya que esto debería conducir a una mezcla completa del material, lo que resulta en un magma químicamente homogéneo.

Una teoría de la convección del manto debe explicar la composición química variable del material del manto al estar de acuerdo con otras observaciones y restricciones físicas, en cuanto a la estructura del manto. En algunos modelos, hay capas distintas, con convección en la capa superior y columnas de material que se elevan desde la capa inferior. Otros involucran "gotas" de material antiguo y profundo que flota en el manto superior. La mezcla incompleta de la corteza oceánica subducida con el material del manto también puede desempeñar un papel. La convección del manto es un área de investigación activa y, a partir de 2011, no hay consenso sobre los detalles del proceso.