Debido a la conductividad térmica radiativa del mineral olivino, solo las placas oceánicas de más de 60 millones de años y con una subducción de más de 10 centímetros por año se mantienen lo suficientemente frías como para transportar agua al manto profundo de la Tierra. Esto fue descubierto por científicos de la Universidad de Potsdam y del Centro Helmholtz de Geociencias (GFZ) de Potsdam, junto con colegas internacionales, al medir por primera vez la transparencia del olivino en condiciones del manto terrestre. Sus resultados se publican en la revista Nature Communications .
La capa exterior de nuestro planeta, la litosfera, está fragmentada en varias placas rígidas que se desplazan sobre el manto cálido y relativamente blando. La colisión entre placas provoca que la placa más pesada se hunda en el manto terrestre. Este proceso de hundimiento se denomina «subducción», mientras que la placa que subduce se denomina «losa».
Normalmente, la litosfera oceánica es más pesada que la continental, debido a que está compuesta por minerales más densos, como el olivino, que representa el 80 % de la litosfera oceánica. El olivino también es el mineral predominante en la capa exterior de la Tierra, representando el 60 % del manto superior (40-410 km de profundidad).
Durante la subducción, las placas frías se calientan progresivamente gracias al manto ambiental cálido mediante difusión de calor, un proceso que implica conducción y radiación térmica. Comprender los procesos de calentamiento de las placas es fundamental para explicar la ocurrencia de terremotos profundos y la presencia de agua a más de 600 km de profundidad.
«Medimos, por primera vez, la transparencia del olivino en el interior de la Tierra», afirma el geodinamista Enrico Marzotto, del Instituto de Geociencias de la Universidad de Potsdam. «Estas mediciones demuestran que el olivino es transparente al infrarrojo incluso en las condiciones extremas de presión y temperatura del interior de la Tierra».
El transporte de calor por radiación representa aproximadamente el 40 % del calor total difundido en el manto superior, rico en olivino . Por lo tanto, la conductividad térmica radiativa desempeña un papel importante en el calentamiento de las placas y puede tener efectos de gran alcance en la densidad y la rigidez de las placas subductoras, así como en su capacidad para transportar agua al interior de la Tierra.
Con modelos bidimensionales de evolución térmica de losas, el equipo pudo demostrar que el calentamiento rápido potenciado por el transporte de calor radiativo induce la descomposición de minerales portadores de agua a menor profundidad.
«Esto podría explicar la ocurrencia de terremotos en la placa a más de 70 kilómetros de profundidad», afirma Marzotto. «En consecuencia, solo las placas con más de 60 millones de años de antigüedad y que se hunden a una velocidad superior a 10 centímetros por año se mantienen lo suficientemente frías como para transportar los minerales acuíferos hasta la zona de transición del manto (ZTM), a una profundidad de entre 410 y 660 kilómetros».
La MTZ se considera el mayor depósito de agua de nuestro planeta y puede contener hasta tres veces más agua que los océanos de la Tierra.
«Nuestro estudio también proporciona herramientas numéricas para calcular la vida útil de las anomalías térmicas en el manto y su comportamiento geodinámico», añade Marzotto. Estas anomalías pueden ser calientes (como las columnas que se elevan desde el manto profundo de la Tierra) o frías (como las placas en subducción).
Más información: Enrico Marzotto et al., La alta conductividad radiativa del olivino aumenta la temperatura de la placa hasta en 200 K, Nature Communications (2025). DOI: 10.1038/s41467-025-61148-8
