Tierra Sólida

3.2 Formación de la litosfera

Video: Formación de la litosfera

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Imagen de entrada: Lherzolita, Hokkaido, Japón, 2009 (© Martin Meschede 2009)

Capítulo 3.2

Formación de la litosfera

Fig. 3.2.1: Zona de dispersión en una dorsal oceánica en relación con el manto superior (Meschede, 2021, inédito)

La formación de la corteza oceánica tiene lugar en la grieta que se abre repetidamente en una zona de dispersión. Esta imagen muestra el manto superior en la zona de expansión sin exageración. Para poder visualizar los procesos que tienen lugar en el centro de expansión, es necesario exagerar el área marcada con un marco rojo.

Fig. 3.2.2: Zona de dispersión en una dorsal oceánica, parte superior del manto agrandada (Meschede, inédito, 2021; modificado y complementado de Frisch & Meschede, 2025, Hoffmann et al. 2016)

La formación de la corteza oceánica ocurre en los kilómetros superiores, donde la corteza alcanza un espesor medio de entre 5 y 8 km. En la grieta que se abre, la corteza oceánica se construye hasta alcanzar su espesor y composición finales. La imagen muestra que el espesor de la corteza ya no cambia hacia los lados. Esta es también una de las diferencias más importantes en comparación con la formación del manto litosférico.

El manto litosférico tiene la misma estructura material que la astenosfera; la única diferencia es que la astenosfera presenta fusión parcial, lo que la hace fluida. Las dos pequeñas imágenes de la derecha ilustran cómo podría producirse esta fusión parcial. Los rectángulos muestran secciones muy ampliadas de la astenosfera en los puntos donde son visibles los pequeños rectángulos situados debajo del centro de expansión. La longitud del borde de dichos rectángulos sería de solo unos pocos milímetros o centímetros. Las zonas claras están formadas por roca fundida, mientras que las zonas más oscuras se encuentran en estado cristalino y sólido.

La cantidad de fusión parcial depende de la profundidad de la astenosfera. La presión disminuye al reducirse la profundidad debido a la disminución de la sobrecarga. Esta reducción de la presión desempeña un papel crucial, ya que contribuye de manera significativa al aumento de la proporción de fusión con la disminución de la profundidad. Este proceso se conoce como fusión por descompresión. El proceso de fusión se desencadena únicamente por el alivio de presión, o descompresión, durante el ascenso del material del manto; no se requiere calor adicional ni otros procesos que favorezcan la fusión. En algunos casos, la tasa de fusión parcial puede superar el 25 % a poca profundidad, en el área directamente debajo de la zona de expansión. Esta fusión parcial alimenta finalmente las cámaras de magma situadas bajo la zona de expansión, a partir de las cuales se forma la corteza oceánica.

El manto litosférico bajo la corteza oceánica no se forma a partir de la cámara magmática de la que se origina la corteza oceánica. A medida que la corteza oceánica se aleja del centro de expansión, tanto la corteza oceánica como la astenosfera subyacente se enfrían progresivamente. Este enfriamiento transforma la astenosfera en manto litosférico. Una vez que los componentes fundidos cristalizan, la roca se solidifica y pasa a formar parte del manto litosférico. Como resultado de este proceso de enfriamiento, el manto litosférico se engrosa continuamente hacia abajo a medida que aumenta la distancia al centro de expansión. Por lo tanto, el límite inferior de la litosfera no es tan nítido como el límite entre la corteza y el manto, donde existe una transición material claramente definida. El enfriamiento es inicialmente relativamente rápido, pero posteriormente se ralentiza, y el engrosamiento de la litosfera continúa durante un largo periodo de tiempo, estimado en unos 80 a 100 millones de años bajo la corteza oceánica. Después de ese tiempo, ya no se observa un engrosamiento significativo.

Fig. 3.2.3: Estructura de edad de la litosfera (corteza oceánica y manto litosférico, sin cubierta de sedimentos; Meschede, 2021, inédito)

La estructura de variación de la edad de la litosfera muestra la diferencia entre la corteza oceánica, que envejece progresivamente al alejarse del centro de expansión, y el manto litosférico, que envejece hacia abajo y simultáneamente de forma lateral.