Convección del manto y fuerzas impulsoras de las placas

El movimiento de las placas se mantiene por el lento vuelco convectivo del manto, siendo el hundimiento de las densas losas subducidas y el deslizamiento gravitacional de las placas desde las dorsales las fuerzas impulsoras dominantes.

Definition

Las fuerzas impulsoras de las placas son el conjunto de fuerzas gravitacionales y viscosas —principalmente la tracción de la losa, el empuje de la dorsal y el arrastre del manto— que surgen de la convección térmica en el manto y gobiernan la velocidad y dirección del movimiento de las placas litosféricas.

Scope

Este tema cubre la dinámica detrás de la tectónica de placas: la convección térmica en el manto, el equilibrio entre la tracción de la losa, el empuje de la dorsal y el arrastre basal, y el papel de las plumas del manto. Trata los impulsores físicos del movimiento de las placas, complementando la descripción cinemática de los límites y uniéndose a las preocupaciones más profundas de la geofísica.

Core questions

• ¿La convección del manto es de manto completo o en capas?
• ¿Qué fuerzas dominan el movimiento de las placas y cómo se relacionan con la longitud de la losa y el área de la placa?
• ¿Cómo se relacionan las plumas del manto con la convección a escala de placa?

Key theories

La tracción de la losa como fuerza impulsora dominante

Forsyth y Uyeda demostraron, mediante el análisis del equilibrio de fuerzas, que las placas unidas a losas subductoras largas se mueven más rápido, lo que implica que la tracción de la losa es el principal impulsor del movimiento de las placas, mientras que el empuje de la dorsal y el arrastre basal son secundarios.

Hipótesis de la pluma del manto

Morgan propuso que los estrechos ascensos de material caliente desde el manto profundo, fijos en relación con el movimiento de las placas, producen rastros volcánicos de puntos calientes y representan un componente convectivo distinto del flujo a escala de placa.

Mechanisms

El calor del núcleo y de la desintegración radiactiva impulsa el lento flujo del manto sólido. La litosfera oceánica fría y densa se hunde en las zonas de subducción, tirando de la placa posterior (tracción de la losa); la dorsal elevada ejerce un empuje gravitacional sobre la placa (empuje de la dorsal); y el acoplamiento viscoso entre la base de la placa y el flujo subyacente del manto puede impulsar o resistir el movimiento. Las plumas localizadas añaden un flujo convectivo separado, en gran parte vertical.

Clinical relevance

La comprensión de las fuerzas impulsoras explica por qué algunas placas se mueven más rápido que otras, restringe los modelos de cambio a largo plazo del nivel del mar y del clima impulsados por el cambio del flujo del manto, e informa las interpretaciones del vulcanismo y el levantamiento intraplaca.

History

Arthur Holmes sugirió la convección del manto como mecanismo impulsor en la década de 1930. Después de que se estableció la tectónica de placas, los análisis cuantitativos en la década de 1970 —notablemente el estudio de equilibrio de fuerzas de Forsyth y Uyeda y la hipótesis de la pluma de Morgan— aclararon las contribuciones relativas de las fuerzas impulsoras candidatas.

Debates

Convección de manto completo versus convección en capas

Si el manto convecta como una sola capa o como dos capas que circulan por separado ha sido objeto de debate durante mucho tiempo; la tomografía sísmica que muestra losas penetrando el manto inferior favorece la convección de manto completo, pero los reservorios geoquímicos sugieren cierta estratificación persistente.

Key figures

• Donald Forsyth
• Seiya Uyeda
• W. Jason Morgan
• Arthur Holmes

Seminal works

• forsythuyeda1975
• morgan1971

Frequently asked questions

¿Cuál es la principal fuerza que mueve las placas tectónicas?

La mayoría de la evidencia apunta a la tracción de la losa —el peso de la litosfera fría y densa que se hunde en las zonas de subducción— como la fuerza impulsora dominante, con el empuje de la dorsal y el arrastre del manto desempeñando papeles menores.