Un nuevo modelo termodinámico propone que la meseta de Ontong Java, en el Pacífico occidental, se originó por una pluma termoquímica del manto y no por un mecanismo puramente térmico
Redactor: Camila Herrera R.
Editor: Eduardo Schmitz
La meseta de Ontong Java, ubicada en el océano Pacífico occidental, es la mayor meseta oceánica existente en la Tierra. Su origen ha sido una de las preguntas abiertas de la geología marina, porque su enorme volumen de rocas volcánicas no encajaba de forma sencilla con los modelos tradicionales usados para explicar la formación de grandes provincias ígneas bajo el océano.
Un nuevo estudio publicado en Nature Geoscience propone que esta estructura se formó por una pluma termoquímica del manto, es decir, una columna ascendente de material profundo que no solo era más caliente que el manto circundante, sino también químicamente diferente. El trabajo fue desarrollado por Jinchang Zhang, Xubo Zhang, Shuangshuang Chen, Jun Korenaga y otros investigadores, con participación del Instituto de Oceanología del Mar de China Meridional de la Academia China de Ciencias.
La propuesta ayuda a explicar por qué la meseta de Ontong Java se formó mayoritariamente bajo el nivel del mar, un rasgo difícil de conciliar con la idea de una pluma del manto puramente térmica. En geología, esta diferencia es crucial: si una columna de material caliente hubiese producido demasiado levantamiento, parte del plateau debería haber emergido sobre el océano, pero el registro apunta a una formación principalmente submarina.
Una meseta gigantesca en la placa del Pacífico
La meseta de Ontong Java se formó principalmente durante el Cretácico temprano sobre la placa del Pacífico. Este plateau oceánico ha sido interpretado como una gran provincia ígnea, construida por enormes volúmenes de magma que ascendieron desde el interior del planeta y se acumularon en el fondo marino.
Comprender su origen no es solo una cuestión regional. Las grandes mesetas oceánicas registran episodios de magmatismo extremo que permiten estudiar cómo el interior de la Tierra transfiere calor, material y energía hacia la superficie. En Noticias de la Tierra se ha explicado previamente que la tectónica de placas depende de la interacción entre la litosfera, la astenosfera y el calor interno del planeta, pero el caso de Ontong Java muestra que algunos procesos profundos pueden requerir modelos más complejos.
Durante años, los investigadores consideraron dos explicaciones principales. Una proponía que la meseta se formó por una pluma del manto puramente térmica, capaz de producir grandes volúmenes de fusión al ascender material caliente. La otra planteaba una relación con procesos cercanos a dorsales oceánicas o expansión del fondo marino. Sin embargo, ambas hipótesis dejaban problemas sin resolver.
Por qué no bastaba una pluma puramente térmica
El modelo de una pluma puramente térmica podía explicar la gran producción de magma, pero generaba una contradicción importante: una pluma muy caliente debería haber producido un levantamiento significativo de la superficie. Esa predicción no coincide bien con la evidencia de que la meseta de Ontong Java se emplazó principalmente bajo el mar.
La hipótesis de una formación vinculada a la expansión del fondo oceánico tampoco resolvía el problema. Las edades radiométricas de los basaltos perforados en la meseta no coinciden de forma adecuada con las edades de las lineaciones magnéticas adyacentes. Esto sugiere que la meseta probablemente se formó en un ambiente intraplaca, lejos de una dorsal oceánica activa.
El nuevo trabajo propone una vía intermedia y más ajustada a las observaciones: una pluma termoquímica. En este escenario, el material ascendente no solo aporta calor, sino también una composición que facilita la fusión sin requerir temperaturas extremas ni una proporción irrealista de materiales densos.
El papel de la composición del manto
Para evaluar las hipótesis en competencia, los investigadores utilizaron modelado termodinámico. El objetivo fue reconstruir el estado térmico y químico del manto en el momento de formación de la meseta de Ontong Java bajo distintos escenarios: una pluma del manto y un modelo asociado a expansión del fondo marino.
Las simulaciones indicaron que el modelo de expansión del fondo marino requeriría una temperatura potencial del manto demasiado alta o una proporción elevada de piroxenita fusible densa. En cambio, una pluma termoquímica con una anomalía de temperatura de entre 135 y 200 °C, y con hasta 13 % de piroxenita densa fusible, puede explicar mejor las variaciones espaciales en el espesor de la corteza, la composición de las lavas y el emplazamiento mayoritariamente submarino de la meseta.
El resultado es importante porque desplaza la explicación desde una idea centrada solo en calor hacia una visión donde la composición del manto también importa. En otras palabras, no se trata únicamente de cuánto más caliente era la pluma, sino de qué materiales transportaba y cómo esos materiales respondían durante el ascenso y la fusión.
Una pluma termoquímica y no solo térmica
Una pluma termoquímica del manto combina diferencias de temperatura y composición. Esta combinación puede modificar la forma en que se genera magma, la cantidad de material fundido disponible y la manera en que ese magma construye la corteza oceánica. El estudio de Ontong Java sugiere que este tipo de pluma podría haber formado una cabeza de pluma con evolución espacial diferenciada.
Esta interpretación se conecta con otros estudios sobre procesos profundos del planeta. En Noticias de la Tierra se ha abordado cómo un antiguo pulso del manto ayudó a abrir el Atlántico Norte, mostrando que las plumas del manto pueden interactuar con la dinámica de las placas y contribuir a grandes episodios volcánicos. El caso de Ontong Java añade una pieza distinta: la composición química de la pluma podría ser tan decisiva como su temperatura.
Jinchang Zhang, primer autor del estudio, destacó que muchas otras mesetas oceánicas también aparecen asociadas a fuentes mantélicas heterogéneas, lo que sugiere una posible participación común de plumas termoquímicas en la formación de estos relieves submarinos. Esta idea difiere de forma sustancial del modelo de pluma puramente térmica que dominó durante mucho tiempo.
Una ventana al interior profundo de la Tierra
La meseta de Ontong Java funciona como un archivo geológico submarino. Sus basaltos, el espesor de su corteza y su distribución espacial permiten inferir condiciones del manto que no pueden observarse directamente. Esta es una de las razones por las que la geología oceánica resulta clave para reconstruir procesos que ocurrieron hace decenas o cientos de millones de años.
Los estudios sobre el manto terrestre también han mostrado que las estructuras profundas pueden dejar señales visibles en la superficie. Investigaciones recientes han explorado desde terremotos profundos vinculados al manto hasta modelos de placas sumergidas bajo el Pacífico. En todos los casos, la pregunta de fondo es similar: cómo se conecta el interior profundo de la Tierra con los fenómenos que modelan corteza, océanos y continentes.
El nuevo modelo para Ontong Java no convierte a las plumas termoquímicas en la única explicación para todas las mesetas oceánicas, pero sí amplía el repertorio de mecanismos posibles. Esto es relevante porque los plateaus oceánicos no son estructuras menores: pueden alterar la circulación oceánica, modificar la composición de la corteza y registrar episodios de intensa actividad magmática con impacto planetario.
Qué cambia para la geología de las mesetas oceánicas
El avance principal del estudio está en vincular tres piezas de evidencia: espesor cortical, composición de las lavas y emplazamiento submarino. Al integrar estos elementos en un modelo termodinámico, los investigadores ofrecen una explicación más coherente para la formación de la mayor meseta oceánica de la Tierra.
La idea también dialoga con investigaciones sobre la historia profunda de la corteza. En otros contextos, científicos han propuesto que los primeros continentes pudieron formarse mediante plumas del manto, lo que refuerza el interés por estos procesos como motores de transformación geológica a gran escala.
En el caso de Ontong Java, el valor del hallazgo está en mostrar que el manto no debe entenderse como una capa homogénea que solo aporta calor. Sus variaciones químicas pueden condicionar la cantidad de magma generado, la forma de los relieves submarinos y la evolución de grandes provincias ígneas. Por eso, estudiar una meseta oculta bajo el Pacífico occidental también ayuda a entender cómo la Tierra ha construido parte de su superficie a lo largo del tiempo geológico.
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