Investigadores de la Academia China de Ciencias reconstruyeron la evolución profunda de la Tierra y proponen un mecanismo común para explicar cadenas volcánicas y montes submarinos aislados en los océanos
Redactor: Luis Ortega
Editor: Karem Díaz S.
Más de 40.000 montes submarinos se distribuyen por el fondo oceánico sin llegar a emerger sobre la superficie del mar. Algunos forman cadenas lineales reconocibles, mientras otros aparecen como estructuras aisladas y dispersas, sin pertenecer a trayectorias volcánicas claramente definidas. Esa diferencia ha sido uno de los problemas persistentes para comprender cómo se forman estas montañas bajo el océano.
Un equipo dirigido por el profesor Liu Lijun, del Instituto de Geología y Geofísica de la Academia China de Ciencias, utilizó simulaciones geodinámicas de alta resolución para reconstruir la evolución del interior de la Tierra durante los últimos 270 millones de años. El estudio, publicado en Nature Geoscience, plantea que tanto las cadenas organizadas como los montes submarinos dispersos pueden explicarse mediante un mecanismo dinámico profundo vinculado a plumas del manto y anomalías térmicas en la astenosfera.
Por qué los montes submarinos no encajaban en una sola explicación
La hipótesis clásica de los puntos calientes ha servido durante décadas para explicar cadenas volcánicas como Hawái-Emperador. En ese modelo, plumas calientes ascienden desde el límite entre el núcleo y el manto, provocan fusión parcial bajo placas tectónicas en movimiento y generan una sucesión de volcanes alineados. Esta interpretación ayuda a entender una parte importante del comportamiento de las placas tectónicas bajo el océano Pacífico.
El problema es que esa hipótesis no alcanza para explicar el conjunto de montes submarinos existentes. La investigación indica que solo unas 50 cadenas de montes submarinos se ajustan claramente al modelo clásico de punto caliente. Frente a más de 40.000 estructuras identificadas en el fondo oceánico, la explicación tradicional resultaba insuficiente para describir la diversidad real de formas, edades y distribuciones.
Un mecanismo profundo para océanos distintos
El nuevo trabajo reconstruyó el comportamiento espacio-temporal de plumas del manto enraizadas en zonas profundas de la Tierra. Las simulaciones mostraron que la formación y evolución de cadenas lineales, así como de montes submarinos pequeños y dispersos, se relaciona con temperaturas elevadas en porciones de la astenosfera, una región del manto superior situada debajo de la litosfera oceánica.
Estas zonas de mayor temperatura fueron descritas como anomalías térmicas astenosféricas. De acuerdo con el estudio, se originan por plumas del manto que ascienden desde el límite núcleo-manto y transfieren calor hacia regiones superiores. En el caso de la placa del Pacífico, los investigadores observaron que durante las primeras etapas del ascenso de las plumas se acumuló una gran cantidad de calor bajo la joven litosfera oceánica, generando anomalías extensas que coinciden espacial y temporalmente con montes submarinos dispersos en la provincia de montes submarinos del Pacífico occidental.
Del calor residual a nuevas zonas de formación volcánica
Uno de los aportes centrales del modelo es que las plumas del manto no actúan siempre como columnas únicas y estables. Las simulaciones mostraron que, durante su evolución, pueden dividirse desde sus raíces en el manto inferior o dentro de la zona de transición del manto. Ese proceso genera plumas secundarias y aumenta el número de puntos calientes modelados, creando condiciones favorables para la formación de nuevas cadenas volcánicas bajo el océano.
El material caliente asociado a estas plumas puede permanecer en la astenosfera durante escalas geológicas prolongadas. Luego migra y se dispersa bajo la influencia de la convección del manto. Esa persistencia térmica permite que algunas regiones funcionen como zonas de preparación o “incubación” de montes submarinos, incluso cuando no producen una cadena volcánica lineal clásica.
Este resultado ayuda a conectar procesos que antes podían parecer separados: el ascenso profundo de material caliente, la evolución de la litosfera oceánica, la migración del calor residual y la aparición de volcanes submarinos aislados. También se relaciona con investigaciones sobre grandes sistemas volcánicos submarinos del Pacífico, donde los modelos de movimiento de placas y puntos calientes han sido clave para reconstruir la historia geológica de la cuenca oceánica.
El Pacífico como laboratorio geológico
La placa del Pacífico aparece en el estudio como un ejemplo central porque conserva una amplia variedad de estructuras volcánicas submarinas. Allí, las anomalías térmicas modeladas mostraron una correspondencia clara con montes submarinos dispersos del Pacífico occidental. La relación no se limita a la ubicación: los investigadores también identificaron una correlación lineal significativa entre las temperaturas modeladas de esas anomalías residuales y la elevación de los montes submarinos observados en lugares correspondientes.
Esto sugiere que la intensidad térmica de la astenosfera puede influir en el relieve volcánico submarino. Cuanto más persistente o intensa sea la anomalía térmica, más probable resulta que se generen condiciones adecuadas para elevar estructuras volcánicas sobre el fondo oceánico, aunque no lleguen a sobresalir del nivel del mar.
Qué cambia en la lectura del fondo oceánico
El hallazgo permite interpretar los montes submarinos aislados no como excepciones difíciles de ubicar dentro del modelo de puntos calientes, sino como parte de una dinámica más amplia del interior terrestre. Las plumas profundas, sus divisiones secundarias y el calor residual acumulado en la astenosfera podrían explicar una proporción mucho mayor del volcanismo intraplaca oceánico.
La investigación también refuerza la idea de que el fondo oceánico no es una superficie pasiva, sino una zona donde interactúan procesos profundos, movimiento de placas y circulación térmica del manto. Esa visión coincide con otros estudios recientes sobre rupturas tectónicas bajo el océano Pacífico, en los que las señales sísmicas y los modelos geodinámicos ayudan a observar fenómenos que ocurren a grandes profundidades y en escalas de millones de años.
Una reconstrucción de 270 millones de años
La escala temporal del estudio es uno de sus aspectos más relevantes. Al reconstruir 270 millones de años de evolución interna, el equipo pudo analizar no solo la presencia actual de montes submarinos, sino también la historia dinámica que permitió su formación. Este enfoque permite enlazar estructuras visibles en el fondo oceánico con procesos profundos que comenzaron mucho antes de que esas formas quedaran registradas como relieve submarino.
El trabajo de Hao Dong y sus colegas, publicado bajo el título Deep mantle plume origin of oceanic intraplate volcanism, propone así una ampliación del modelo clásico de plumas del manto. No lo descarta, sino que lo extiende: las cadenas volcánicas lineales siguen siendo compatibles con el ascenso de plumas profundas, pero los montes submarinos dispersos también pueden explicarse mediante anomalías térmicas persistentes y plumas secundarias generadas durante la evolución del sistema.
Fuente(s) referenciales
Phys.org – Deep Earth model traces 270 million years of seamount formation across oceans
