Mantuko luma gorakorrak, benetakoak ote? (III): Plaken eredua

Arturo Apraiz

Luma gorakorren eredua sortu bezain laster, aurkako iritziak plazaratu ziren ereduaren oinarri fisikoak zein ereduaren behaketak zalantzan jarriz. Ikertzaileak berehala ohartu ziren luma gorakorren ereduak aurreikusitako behaketak ez zirela puntu bero guztietan betetzen; ez dago era berean luma gorakor bakarra hasieran definitutako luma teoriko batek iradokitako baldintza guztiak betetzen dituenik. Hutsune horiek erabiliz, lumen ereduaren aurkakoek eredua alboratu eta XXI. mendearen hasieran plaken eredu alternatiboa (plate model) sortu zuten.

Plaken ereduak dio prozesu magmatiko anomaloek ez dutela puntu beroen beharrik, eta plaka-tektonikaren ereduan bertan izan behar dutela azalpena. Horretarako beharrezkoa da litosferaren azpiko mantua fusio-puntutik gertu egotea eta heterogeneoa izatea (konposizioan zein bolatilen portzentaian). Baldintza horiek daudenean, magmak kopuru izugarri handietan sor daitezke astenosferaren edozein tenperatura- edo sakonera-aldaketa gertatuta. Sakonera- eta tenperatura-aldaketa hauek ondorengo prozesuekin egon daitezke lotuta: hilzorian dauden edo jaioberriak diren plaken arteko mugekin, faila apurtu transformakorrekin, hausturekin, estentsio-lurraldeekin, berraktibatutako plaken arteko muga zaharrekin edo plaken mugimenduarekin lotutako eskala txikiko konbekzio-korronteekin. Prozesu hauek guztiak atermikoak dira, hau da, ez dute kanpoko bero-iturririk behar.

Plaken ereduan, plaketan bertan sortzen diren indarrak dira plaka-tektonikaren eta konbekzio-korronteen indar eragileak, eta ez plaken azpitik luma gorakorren eraginez jasaten duten berotzea.

Puntu beroen ideia plazaratzeko, Wilsonek Hawaiii-Emperor gandor aseismikoa erabili zuen adibide modura, eta ordutik bera izan da bolkanismo anomaloen tokirik ikertuena. Geofisikoek ahalegin bizian aritu dira Hawaii azpiko balizko luma gorakorraren aztarnak bilatzen, baina ez da datu erabakiorrik lortu, azken urteetara arte behintzat. Froga erabakiorren faltan, plaken ereduaren aldekoek diote estentsio-hausturen sorrera progresiboaren ondorioa dela Hawaiiko bolkanismoa. Pazifikoko plakak subdukzioa pairatzen du iparraldetik Aleutianaseko fosan, eta hala da mendebaldetik Japoniako subdukzio-eremuan ere; subdukzioa azkarragoa da Pazifiko ekialdeko ozeano-gandorrean gertatzen den ozeano-zabalkuntza baino.

1. irudia: Aleutiarretako ozeano-fosa ekialdetik mendebaldera Alaskako hegoaldeko kostaldetik eta Siberia ipar-ekialdeko ondoko uretatik, Kamtxatka penintsularen parean, igarotzen den ozeano-fosa eta subdukzio gunea da. (Argazkia: Wikipedia)

Beraz, alde batean iparralderantz eta bestean mendebalderantz ematen diren subdukzio-indarrek Pazifikoko plaka estentsioaren eraginpean jartzen dute, gutxi gorabehera erdibidean dagoen Hawaiin, bolkanismoa ahalbidetzen duten estentsio-hausturak sortaraziz.

Beraz, lumen jatorrizko eredua fluidoen dinamika prozesuetan oinarrituta dago eta tenperatura-aldaketak dira parametro eraginkorrenak. Aldiz, plaken ereduan atermikoak diren beste hainbat mekanismo iradokitzen dira, sakonera jakin batean tenperaturaren albo aldaketa nabarmenik behar ez dutenak (2. irudia).

2. irudia: Lumen ereduaren (ezkerra) eta plaken ereduaren (eskuma) ezaugarri nagusiak erakusten dituen Lurreko zehar-ebakia. Ezker aldean, nukleo eta mantuaren arteko mugan sortutako bi motatako luma gorakorrak islatu dira. Ozeano-ezpalak sakon barneratzen dira behe-mantuan eta konbekzioa lumen ondorioa da. Eskuma aldean, bolkanismoa estentsio-lurraldeetan dago pilatuta eta ozeano-ezpalak goi-mantuan gelditzen dira. Goi-mantua oso heterogeneoa da eta behe-mantua isolatuta dago gainetik gertatzen diren prozesuetatik. Magmatismo anomaloen lurraldeak litosferaren esfortzu-egoeraren eta mantuaren emankortasunaren ondorio dira. Foulger (2010).

Luma gorakorren agerpenaren inguruan ez dago adostasunik mantua ikertzeko zailtasun handiak daudelako. Metodo ez-zuzenen bitartez aztertzeko beste biderik ez dago; horrela, lortutako datuek ez dute behar besteko zehaztasunik eta sarritan era askotara uler daitezke. Hala ere, teknika geofisikoak hobetu ahala, gero eta zehaztasun handiagoa lortzen ari da, eta noizbait interpretazio bakarrera iritsiko gara, agian uste baino azkarrago.

Gaur egun luma gorakorren eredua gailentzen ari da, batez ere teoriak datu berriak interpretatzean moldatzeko erakutsi duen ahalmenari esker. Egun, argi dago “prozesu magmatiko anomaloak” sortzeko aukera bat baino gehiago daudela eta luma gorakorrak hainbat tokitan sortuak izan daitezkeela (nukleo eta mantuaren arteko mugan, 670 km-ko etengunean,….). Gainera, badirudi, luma gorakorrak termikoak izan beharrean, termo-kimikoak izan daitezkeela, alegia inguruko mantuarekiko konposizio-desberdintasun bat dutela, tenperatura-desberdintasun bat izateaz gain.

Mantuaren barne konposizio desberdinetako eremuak egotea, arazo asko konpontzen ditu, era berean luma gorakorren inguruko esperimentazioa eta zenbakizko simulazioak izugarri korapilatzen ditu ere.

Erreferentzia bibliografikoak:

  • Fisher, O. (1878): On the possibility of changes in the latitude of places on the Earth’s surface: Being an appeal to physicists. Geological Magazine, 5: 291-297.
  • Holmes, A. (1928): Radioactibity and earth movements. Transations of the Geological Society of Glasgow, 18: 559-606
  • Holmes, A. (1944): Principles of Physical Geology. London, Thomas Nelson & Son, 532 or.
  • Hess, H.H. (1962): A history of ocean basins. Non: A.E.J. Engel et al. (Edtk.), Petrologic studies: A volume in honor of A.F. Buddington: Boulder, Colorado, Geological Society of America: 599-620.
  • Wilson, J.T. (1963): A possible origin of the Hawaiian Islands. Canadian Journal of Physics, 41: 863-870.
  • Morgan, W.J. (1971): Convective plumes in the lower mantle. Nature, 230: 42-43.
  • Morgan, W.J. (1972): Deep mantle convedtion plumes and plate tectonics. Bulletin of the American Association of Petroleum Geologist, 56: 203-213.
  • Sparrow, E.M., Husar, R.B. eta Goldstein, R.J. (1990): Observations and other characteristics of thermals. Journal of fluid mechanism, 41: 793-800.
  • Foulger, G.R. (2010): Plates vs Plumes: A Geological Controversy. Wiley-Blackwell, 340 or.

Luma gorakorrei buruzko artikulu-sorta:

Mantuko luma gorakorrak, benetakoak ote? (I): Aurrekariak eta sorrera-unea.

Mantuko luma gorakorrak, benetakoak ote? (II): Lumen eredua.

Mantuko luma gorakorrak, benetakoak ote? (III): Plaken eredua.

———————————————————————————-

Egileaz: Arturo Apraiz UPV/EHUko Geodinamika saileko irakaslea eta ikertzailea da.

———————————————————————————-

Eman iritzia

You may use these HTML tags and attributes: <a href="" title=""> <abbr title=""> <acronym title=""> <b> <blockquote cite=""> <cite> <code> <del datetime=""> <em> <i> <q cite=""> <s> <strike> <strong>