Las rutas del agua desde el océano hasta los volcanes

Las placas oceánicas llevan mucha agua cuando se sumergen hacía el interior de la Tierra en los márgenes continentales. Dicha  agua juega un papel central en el vulcanismo de bordes de placa. Un equipo del Centro de Investigación Cooperativa (SFB ) 574 “Líquidos y volátiles en las zonas de subducción”, en Kiel (Alemania) ha rastreado por primera vez  el camino que sigue el agua hasta una profundidad de 120 kilómetros. Esta es una pieza importante del rompecabezas para entender el vulcanismo activo en el cinturón de fuego del pacífico. 

Rutas del agua en las zonas de subducción: a través de grandes grietas formadas durante el proceso de subducción de las placas oceánicas el agua penetra, y es en parte capturada y transportada a través del manto. Allí, debido a la alta presión y temperaturas que se ejercen sobre la placa en subducción, el agua sube de nuevo a la superficie. (Crédito: Worzewski)

Es difícil imaginar una mayor diferencia que la que hay entre el fuego y el agua. Sin embargo hay una estrecha relación entre éstos y los científicos lo saben: muchos volcanes necesitan agua para sus erupciones. En el manto superior, el agua reduce la temperatura de fusión de las rocas. Como consecuencia, éstas se funden más rápido y pueden ascender en forma de magma a la superficie de la Tierra. En las zonas donde se desliza  una placa oceánica bajo un continente por los procesos de tectónica de placas, grandes cantidades de agua penetran en el interior de la Tierra.

Esta región, llamada zona de subducción, se puede encontrar por ejemplo en la costa oeste de América Central y América del Sur.  A través de grandes grietas formadas durante el proceso de subducción de las placas oceánicas el agua penetra y es en parte capturada  y transportada en el manto. Allí, la presión alta y las temperaturas aprietan la placa que está subduciendo y el agua asciende de vuelta a la superficie. En este camino de regreso, apoya el proceso de formación del magma. Por lo tanto todas las zonas de subducción están caracterizadas por la presencia de volcanes a lo largo del margen continental.
Tamara Worzewski, geofísica del Centro de Investigación Cooperativa (SFB) 574 explica que:

“Hasta ahora lo que sabíamos era que el arrastre del agua hacía el manto terrestre a lo largo de las áreas de las zonas de subducción es sustancial y cómo es liberada de nuevo por el proceso volcánico. Sin embargo, la ruta exacta del agua hacia el manto y de nuevo a la superficie no había sido demostrada en todo un contexto unificador”

Para sus investigaciones, los científicos utilizaron el método magnetotelúrico. Aquí, los instrumentos especiales para medir los cambios en el campo electromagnético de la Tierra,  permiten inferir la distribución de la conductividad en la tierra. “Debido a su alta conductividad, las rocas acuosa se pueden detectar muy bien“, explica Worzewski. En tierra, este método ya ha sido utilizado con éxito durante algún tiempo aunque en el fondo del mar, su aplicación es bastante nueva. “Las mediciones a mayor profundidad son simplemente mucho más difíciles“, explica el Dr. Marion Jegen, co-autor del estudio.

En 2007 y 2008, una cadena continua de èstos instrumentos fue distribuida en toda la zona de subducción en la costa de Costa Rica. Se extendió desde 200 kilómetros de la costa a 160 kilómetros sobre la tierra más allá de la cadena volcánica de Costa Rica. “Los instrumentos en tierra fueron suministrados por la Universidad Libre de Berlín, mientras que en el fondo marino fueron usados los nuevos instrumentos desarrollados en Kiels” reporta el Dr. Jegen. Con los nuevos datos Tamara Worzewski y sus co-autores fueron capaces de visualizar por primera vez, el ciclo del agua en las zonas de subducción.

“Tenemos indicios de que el proceso de enriquecimiento de agua de la corteza que hemos detectado a nivel local se pueden encontrar en zonas de subducción a nivel mundial“, dice Worzewski. Sin embargo  se requiere más investigación para explicar el proceso en más detalle.