Debido a las interacciones con el manto caliente de la Tierra, las placas oceánicas inundadas liberan agua a medida que se deslizan debajo de las placas superiores menos densas en las zonas de subducción.
Por Aaron Sidder, Eos
Esta agua asciende e hidrata el manto que se encuentra sobre ella, lo que contribuye a la formación de volcanes en la superficie y limita las profundidades máximas de los terremotos dañinos.
Sin embargo, el calentamiento que impulsa el agua desde la placa descendente fluctúa a lo largo del ciclo de vida de la zona de subducción , y la cantidad de agua liberada cambia junto con estas fluctuaciones.
En un artículo publicado en AGU Advances , GS Epstein y sus colegas investigaron cómo esta tasa variable de liberación de agua afecta la hidratación del manto. En concreto, simularon la subducción de una placa de 90 millones de años debajo de una placa de 10 millones de años y modelaron el agua almacenada en la cuña del manto del antearco (la sección en forma de cuña del manto que se encuentra debajo de la placa superior pero por encima de la placa en subducción).
Para inferir la hidratación de la cuña del manto, los investigadores observaron cambios en las propiedades geofísicas (por ejemplo, anomalías de gravedad y velocidades sísmicas) que indican la formación de minerales del grupo serpentino, los minerales portadores de agua más abundantes en la cuña del manto por volumen.
Descubrieron que los niveles de hidratación del manto en su modelo estaban estrechamente vinculados a la evolución térmica de la zona de subducción. En las primeras fases de la subducción, la placa descendente se deshidrató, pero las temperaturas en la cuña del manto eran demasiado altas para estabilizar los minerales hidratados; los fluidos liberados por la placa probablemente pasaron verticalmente a través de la cuña, donde contribuyeron a la fusión y la producción de rocas volcánicas. Durante la subducción madura, la placa descendió más allá de las profundidades de la cuña del antearco, y el agua liberada ya no hidrató el manto.
Esto dejó la etapa intermedia de la subducción, cuando la placa se hundía rápidamente a través del manto superior , como el punto óptimo para la hidratación del manto. En esta fase, la parte superior de la placa todavía estaba caliente mientras que la cuña del antearco se estaba enfriando, lo que provocó que el agua subiera hacia la cuña del antearco.
Los hallazgos coinciden con las observaciones sísmicas actuales y ofrecen nuevos conocimientos sobre el movimiento del agua a través de las zonas de subducción y cómo esta agua participa en el ciclo entre el subsuelo, el océano y la atmósfera, sugieren los autores. Cabe destacar que las simulaciones también revelaron que, en conjunto, las cuñas del manto del arco anterior de la Tierra contienen aproximadamente diez veces más agua de lo que se había estimado anteriormente, aproximadamente el 0,4% de la cantidad presente en los océanos de la Tierra.
Más información: GS Epstein et al, La evolución de la estructura térmica de la zona de subducción impulsa una extensa hidratación en cuña del manto del antearco, AGU Advances (2024). DOI: 10.1029/2023AV001121
