Enormes erupciones de magma pueden iniciarse más profundo debajo de la superficie de la tierra de lo que se creía anteriormente.
En un artículo publicado en el Journal of Petrology, investigadores de la Universidad de Helsinki y la Universidad de Aarhus explican que grandes erupciones de magma han producido grandes inundaciones de lava basáltica en los continentes durante la historia de nuestro planeta.
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Convencionalmente, se cree que las erupciones de basalto de inundación más grandes solo son posibles en regiones donde las placas tectónicas continentales son inusualmente delgadas, de modo que el material del manto profundo puede elevarse cerca de la superficie de la tierra. En entornos de tan baja presión, el derretimiento del manto caliente puede generar grandes cantidades de magma.
Pero esta noción ahora está siendo cuestionada.
«La idea de que las erupciones de basalto de inundación generalmente requieren la fusión del manto en condiciones de baja presión se basa en gran medida en las composiciones de oligoelementos de los magmas en erupción», dijo Jussi Heinonen, autor principal del artículo, en un comunicado de prensa.
Según Heinonen, las cantidades relativas de elementos de tierras raras en muchos basaltos de inundación apuntan a la formación de magma en presencia de minerales del manto de baja presión.
Pero él y sus colegas sintieron curiosidad por la ocurrencia de la mayoría de los basaltos de inundación en regiones donde las placas tectónicas africanas y antárticas son más gruesas que delgadas.
«Descubrimos que muchos basaltos de inundación que tienen composiciones de elementos de tierras raras, lo que sugiere condiciones de formación de alta presión, en realidad están ubicados en regiones gruesas de las placas tectónicas», dijo Arto Luttinen, coautor del estudio.
La idea de una hipótesis alternativa comenzó a formarse después del descubrimiento por parte del equipo de un tipo de basalto de inundación en Mozambique que muestra evidencia de composición para temperaturas de erupción excepcionalmente altas.
Estos basaltos de inundación les hicieron considerar la posibilidad de que el derretimiento del manto excepcionalmente caliente podría conducir a la formación de magmas de alta presión con elementos traza similares a los de los magmas de baja presión.
Simulación realista del comportamiento mineral
Los investigadores decidieron probar su hipótesis utilizando la herramienta de modelado geoquímico REEBOX PRO, que permite una simulación realista del comportamiento de los minerales, los fundidos y su contenido de elementos traza durante el derretimiento del manto.
Las simulaciones respaldaron su hipótesis al predecir el consumo total de granate, un mineral diagnóstico de condiciones de alta presión, cuando se produjo el derretimiento del manto a las altas temperaturas indicadas por los basaltos de inundación.
Los magmas formados a alta presión pueden parecerse químicamente a los magmas de baja presión cuando la fuente del manto está muy caliente. Además, los resultados indicaron la supervivencia del granate a presiones relativamente bajas cuando se seleccionó un tipo diferente de fuente de manto para el modelado.
“Nuestros resultados nos ayudan a comprender la aparente controversia entre las ocurrencias de basaltos de inundación del sur de África y la Antártida y sus características de elementos traza”, señalaron los autores.
«Lo que es más importante, mostramos que los basaltos de inundación voluminosos se pueden formar en regiones de placas tectónicas gruesas y que las composiciones de elementos traza de los basaltos de inundación son mensajeros poco confiables de las profundidades de generación de magma a menos que se tengan en cuenta las influencias de la temperatura y la composición del manto».
