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¿Por qué las rocas se derriten en la Tierra, de todos modos?

¿Por qué las rocas se derriten en la Tierra, de todos modos?
Bosquejo que ilustra la fusión en una zona de subducción. El agua de la losa descendente se libera en profundidad a medida que se calienta, lo que hace que el manto sobre la losa se derrita parcialmente, formando basalto. Imagen: Erik KlemettiBosquejo que ilustra la fusión en una zona de subducción. El agua de la losa descendente se libera en profundidad a medida que se calienta, lo que hace que el manto sobre la losa se derrita parcialmente, formando basalto. Imagen: Erik Klemetti

hielo, pero la temperatura ambiente está por debajo de la temperatura del aire. ¿Entonces, Qué haces? Una solución es hacer que el hielo se derrita a una temperatura más baja interrumpiendo el enlace entre las moléculas de H2O, deteniendo así la formación de hielo rígido. Las sales son una excelente manera de alterar esto, por lo tanto, coloque un poco de NaCl o KCl en hielo y se derretirá a una temperatura inferior a 0ºC. Para una roca, el agua se comporta como su sal. Agregue agua a una peridotita del manto y se derretirá a una temperatura más baja porque los enlaces en los minerales que forman la roca serán interrumpidos por la molécula de agua (lo llamamos un “modificador de red”). En una zona de subducción (como las Cascadas o los Andes), donde una placa oceánica se desliza hacia abajo debajo de otra placa, esa losa descendente libera su agua a medida que se calienta. Esa agua luego se eleva hacia el manto sobre él, haciendo que se derrita a una temperatura más baja y, ¡bam! El basalto se produce en el proceso llamado fusión del fundente.

Bosquejo que ilustra el deshielo por descompresión en la dorsal oceánica. Imagen: Erik KlemettiBosquejo que ilustra el deshielo por descompresión en la dorsal oceánica. El manto cálido y fértil se eleva, se derrite parcialmente para formar basalto y luego se aleja lateralmente de la cresta a medida que se enfría. Imagen: Erik Klemetti

¡Esperar! El sistema volcánico más grande de la Tierra es el sistema de cordilleras en medio del océano, donde no hay ninguna subducción para llevar agua al manto y ayudar a que se derritan. Ahora, ¿por qué obtiene basalto allí? Esta vez tenemos que usar otro método para derretir esa peridotita: necesitamos descomprimirla a temperatura constante. Se llama adiabático ascenso. El manto es convectivo, trayendo el manto caliente desde la profundidad hacia la superficie y, mientras lo hace, el material del manto permanece caliente, más caliente que las rocas circundantes. El punto de fusión (solidus) de la peridotita cambia con la presión, por lo que el punto de fusión de 2000ºC a 200 km es de solo ~ 1400ºC a 50 km. Por lo tanto, mantenga caliente el material del manto y descomprímalo y se derretirá para formar basalto. Por lo tanto, debajo de las dorsales oceánicas (y en puntos calientes como Hawái), el manto está aflorando, lo que provoca fusión por descompresión que se produzca.

Repasemos: en condiciones normales, la roca del manto como la peridotita no debería derretirse en el manto superior de la Tierra, es demasiado frío. Sin embargo, al agregar agua, puede reducir el punto de fusión de la roca. Alternativamente, al descomprimir la roca, puede llevarla a una presión donde el punto de fusión sea más bajo. En ambos casos, se formará magma de basalto y, considerando que es más caliente y menos denso que la roca circundante, se filtrará hacia la superficie … ¡y parte de eso entra en erupción!

* El manto definitivamente no es homogéneo, pero para nuestros propósitos, estamos interesados ​​en lo que llamamos “manto fértil”, es decir, un manto que no ha experimentado una fusión antes y puede producir líquido basáltico.

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