Astenosfera: qué es y características

En geología estructural, la astenosfera se define como la capa consecutiva a la litosfera con una mayor tendencia a fluir y menor resistencia a la deformación. Mientras, los geofísicos acuñan el término a una capa de baja velocidad donde existe un evidente cambio en las ondas sísmicas. Esta ambigüedad se haya en su origen, cuando en 1914 Barrell propuso la astenosfera como una capa plástica de profundidad indefinida. La necesidad de explicar la isostasia y la imposibilidad de una observación directa impulsó la investigación de técnicas alternativas que apoyaran la propuesta de Barrell.

Sin embargo, esta iniciativa ha dado grandes problemas, pues destruye el razonamiento científico basado en la recopilación de datos para construir una teoría, y no en el uso de datos para refutar una teoría determinada. Aunque ello implique ignorar datos que contradicen las características clásicas que se la atribuyen, algunos libros de texto siguen replicando teorías alejadas de la realidad experimental. De esta manera, numerosos científicos han seguido la estela de Barrell provocando gran confusión y la aparición de significados apoyados en criterios diversos y difíciles de solapar.

• En la astenosfera se presupone la existencia de material parcialmente fundido.
• Disminuye la velocidad de las ondas sísmicas hasta niveles de unos 660 km.
• Gracias a ello, la astenosfera recibe el nombre de canal de baja velocidad. Sin embargo, este concepto no posee una continuidad, ya que algunos estudios profundos en cratones han revelado su inexistencia. En el límite de estos con la astenosfera las mediciones reflejan una marcada anisotropía en las ondas sísmicas.
• Por otro lado, la presencia de elementos litosféricos suprayacentes composicionalmente diferentes pone materiales de distinta naturaleza a merced de los procesos de fusión parcial. Al mismo tiempo, temperatura y presión pueden provocar cambios significativos en la densidad y viscosidad del material astenosférico. A pesar del efecto que la diferencia composicional entre corteza oceánica y continental puede conllevar, la composición de la astenosfera subyacente puede considerarse constante.
• Sin embargo, los estudios más recientes desechan el término astenosfera y la estudian en conjunto con el manto. Esto se debe a que los movimientos convectivos responsables de la tectónica de placas se originan en la zona de transición entre el núcleo externo y el manto inferior a unos 2.900 km de profundidad. Por tanto, las plumas térmicas afectan tanto a la mesosfera como a la astenosfera durante su ascenso. Además, los criterios utilizados para caracterizar esta capa de la geosfera son sobrepasados por la cantidad de ejemplos que se quedan fuera. Para entender esto, se necesita una explicación más exhaustiva sobre las corrientes de convección.

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Las características físicas de la astenosfera permiten el equilibrio isostático y el movimiento de las placas sólidas de la litosfera. No obstante, es en el límite entre manto inferior y núcleo externo donde se producen los penachos térmicos que ascienden y crean las corrientes de convección. Colocando la astenosfera como una zona de transición mecánica entre litosfera y mesosfera.

El aumento de la temperatura se debe a la pérdida de calor secular de la Tierra y la desintegración de los elementos radiactivos. Este calor se transmite por convección y difusión y su existencia deriva de la observación experimental y del valor supercrítico del número de Rayleigh. La zona de transición entre el manto inferior y el núcleo externo es una capa con un importante gradiente térmico conocida como nivel discontinuo o capa D.

Durante la ascensión de los penachos térmicos, la heterogeneidad de las capas puede provocar su estratificación. Se producen puntos calientes que no están unidos a la fuente magmática original, pero que conservan la temperatura durante millones de años. En términos generales, las diferencias de temperatura provocan corrientes de convección que calientan el material incluido en la astenosfera y mesosfera. Estas capas arrastran la costra enfriada conocida como litosfera de la misma forma que pasaría con la capa de grasa superficial en una sopa hirviendo. Por ende, explicar la tectónica de placas tomando solo la astenosfera es imposible, pues sus características son insuficientes para explicar su dinámica.

Límite entre astenosfera y mesosfera

El límite que establecen las ondas sísmicas a 660 km advierte de un cambio en las propiedades del material producido por la densificación mineral. Este proceso se debe a la deshidratación de los minerales durante la subducción como ocurre con la serpentina a niveles de 400 km. A mayor profundidad, la presión permite que minerales como el olivino se transformen en su fase densa. Esto ocurre hasta los 700 km donde la presión alcanza valores suficientes para modificar la estructura mineral.

Con profundidades superiores, estos mecanismos desaparecen y se produce la variación en las ondas sísmicas y la ausencia de terremotos profundos. Así, los materiales subducidos se precipitan como una cascada hasta los límites del nivel discontinuo D debido al aumento de la densidad. Estas diferencias composicionales y reológicas establecen el límite entre la astenosfera y la mesosfera. Sin embargo, habrá que esperar los avances científicos para profundizar en las características de la astenosfera profunda.

El estudio de la astenosfera es beneficioso para explicar la evolución tectónica del planeta y determinar los entresijos de la dinámica de placas. Conocer sus peculiaridades nos permite establecer una relación entre los materiales y los parámetros físicos y químicos del planeta y descubrir sus efectos. Siendo la astenosfera una parte importante del complejo térmico terrestre, su evaluación facilita la comprensión de la Tierra como máquina térmica.

Además, reconocer los procesos y características propias de la astenosfera permite establecer una clasificación simplificada para entender su complejidad. Un conocimiento profundo sobre la temática puede implicar importantes avances en el uso industrial de los materiales que conforman la geosfera. A pesar de que aún persisten definiciones contradictorias y confusas, irán desapareciendo a medida que el progreso tecnológico permita descubrir sus peculiaridades.

Ahora que conoces mejor qué es la astenosfera, te invitamos a conocer más sobre Cuáles son las capas de la Tierra.

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