Los libros de texto de geografía describen el manto terrestre bajo sus placas como una roca viscosa bien mezclada que se mueve junto con esas placas como una cinta transportadora. Pero esa idea, planteada por primera vez hace unos 100 años, es sorprendentemente difícil de probar. Un hallazgo misterioso en la Isla de Pascua, investigado por geólogos cubanos, colombianos y de Utrecht, entre otros, sugiere que el manto terrestre parece comportarse de manera bastante diferente.
La Isla de Pascua consiste en varios volcanes extintos. Los depósitos de lava más antiguos se formaron hace unos 2,5 millones de años sobre una placa oceánica que no es mucho más antigua que los propios volcanes. En 2019, un equipo de geólogos cubanos y colombianos viajó a la Isla de Pascua para fechar con precisión la isla volcánica. Para hacerlo, recurrieron a una receta probada y verdadera: datar minerales de circón. Cuando el magma se enfría, estos minerales se cristalizan. Contienen una pequeña cantidad de uranio, que se “convierte” en plomo mediante la desintegración radiactiva.
Dado que sabemos cuán rápido ocurre ese proceso, podemos medir cuánto tiempo ha pasado desde que se formaron esos minerales. El equipo de la Universidad de los Andes de Colombia, dirigido por la geóloga cubana Yamirka Rojas-Agramonte, se puso entonces en busca de esos minerales. Rojas-Agramonte, ahora en la Universidad Christian Albrechts de Kiel, encontró cientos de ellos. Pero sorprendentemente, no solo de hace 2,5 millones de años, sino también de mucho más atrás en el tiempo, hasta hace 165 millones de años. ¿Cómo podría ser eso?
El análisis químico de los circones mostró que su composición era más o menos la misma en todos los casos. Así que todos debían haber provenido de magma de la misma composición que el de los volcanes actuales. Sin embargo, esos volcanes no pueden haber estado activos durante 165 millones de años, porque la placa debajo de ellos ni siquiera es tan antigua. La única explicación es entonces que los minerales antiguos se originaron en la fuente del vulcanismo, en el manto terrestre debajo de la placa, mucho antes de la formación de los volcanes actuales. Pero eso presentó al equipo otro enigma.
Los volcanes como los de la Isla de Pascua son los llamados “volcanes de punto caliente”. Estos son comunes en el Océano Pacífico; Hawái es un ejemplo famoso. Se forman a partir de grandes masas de roca que ascienden lentamente desde el manto profundo de la Tierra, los llamados penachos del manto. Cuando se acercan a la base de las placas terrestres, las rocas del penacho, así como del manto circundante, se funden y forman volcanes.
Los científicos saben desde la década de 1960 que los penachos del manto permanecen en su lugar durante mucho tiempo mientras las placas terrestres se desplazan sobre ellos. Cada vez que la placa se mueve un poco, el penacho del manto produce un nuevo volcán. Esto explica las filas de volcanes submarinos extintos en el Océano Pacífico, con uno o unos pocos activos al final. ¿Había encontrado el equipo evidencia de que el penacho del manto bajo la Isla de Pascua ha estado activo durante 165 millones de años?
Para responder a esa pregunta, Rojas-Agramonte necesitaba evidencia de la geología del “Anillo de Fuego”, un área alrededor del océano con muchos terremotos y vulcanismo, donde las placas oceánicas se hunden (subducen) en el manto terrestre. Así que contactó al geólogo de Utrecht, Douwe van Hinsbergen. La dificultad es que las placas de hace 165 millones de años han desaparecido hace mucho tiempo en esas zonas de subducción, dice Van Hinsbergen, quien había reconstruido los fragmentos desaparecidos en detalle.
Cuando añadió una gran meseta volcánica a esas reconstrucciones en el sitio de la actual Isla de Pascua hace 165 millones de años, resultó que esa meseta debió haber desaparecido bajo la Península Antártica hace unos 110 millones de años. Y eso coincidió precisamente con una fase poco entendida de formación de montañas y deformación de la corteza en ese lugar exacto. Esa cordillera, cuyas huellas aún son claramente visibles, bien podría ser el efecto de la subducción de una meseta volcánica que se formó hace 165 millones de años.
Su reconstrucción, por lo tanto, mostró que el penacho del manto de la Isla de Pascua podría haber estado activo durante tanto tiempo. Esto resolvería el misterio geológico de la Isla de Pascua: los antiguos minerales de circón serían restos de magmas anteriores que fueron llevados a la superficie desde las profundidades de la tierra, junto con magmas más jóvenes en erupciones volcánicas.
Pero luego se presenta otro problema. La teoría clásica de la “cinta transportadora” ya era difícil de reconciliar con la observación de que los penachos del manto permanecen en su lugar mientras todo a su alrededor sigue moviéndose. Según Van Hinsbergen: La gente explicaba esto diciendo que los penachos ascienden tan rápido que no son afectados por un manto que se movía con las placas. Y que se suministra constantemente nuevo material del penacho debajo de la placa para formar nuevos volcanes.
Pero en ese caso, los antiguos fragmentos del penacho, con los viejos circones, deberían haber sido arrastrados por esas corrientes del manto, lejos de la ubicación de la Isla de Pascua, y no podrían estar ahora en la superficie. De eso sacamos la conclusión de que esos minerales antiguos solo podrían haber sido preservados si el manto que rodea al penacho está básicamente tan estacionario como el propio penacho. El descubrimiento de los antiguos minerales en la Isla de Pascua, por lo tanto, sugiere que el manto terrestre se comporta de manera fundamentalmente diferente y se mueve mucho más lento de lo que siempre se ha asumido; una posibilidad que tanto Rojas-Agramonte como Van Hinsbergen y sus equipos plantearon hace unos años en estudios en las Islas Galápagos y Nueva Guinea, y para la cual la Isla de Pascua ahora proporciona nuevas pistas.
FUENTES
Yamirka Rojas-Agramonte, Natalia Pardo, Douwe J.J. van Hinsbergen, et al. Zircon xenocrysts from Easter Island (Rapa Nui) reveal hotspot activity since the middle Jurassic. Authorea. November 29, 2023. DOI: 10.22541/au.170129661.17646127/v1
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