4.1 Tectónica de placas y volcanismo

En la figura 4.1.1 se muestran las relaciones entre la tectónica de placas y el volcanismo. Tal y como se resume en el capítulo 3, el magma se forma en tres entornos principales de la tectónica de placas: los límites divergentes (fusión por descompresión), los límites convergentes (fusión por flujo) y las plumas del manto (fusión por descompresión).

Figura 4.1.1. Entornos tectónicos de los tipos más comunes de volcanismo. Los volcanes compuestos se forman en zonas de subducción, ya sea en límites convergentes océano-océano (izquierda) o en límites convergentes océano-continente (derecha). Tanto los volcanes en escudo como los conos de ceniza se forman en zonas de rifting continental. Los volcanes en escudo se forman sobre plumas del manto, pero también pueden formarse en otros entornos tectónicos. El volcanismo del fondo marino puede tener lugar en límites divergentes, sobre plumas del manto y en límites convergentes océano-océano.

Los procesos del manto y de la corteza que tienen lugar en las zonas de volcanismo se ilustran en la figura 4.1.2. En una dorsal de expansión, la roca caliente del manto asciende lentamente por convección (centímetros al año) y, a unos 60 km de la superficie, comienza la fusión parcial debido a la descompresión. En la zona triangular que se muestra en la figura 4.1.2a, se funde aproximadamente el 10 % de la roca ultramáfica del manto, produciendo magma máfico que asciende hacia el eje de expansión (donde las dos placas se alejan entre sí). El magma llena las fracturas verticales producidas por la expansión y se derrama sobre el fondo marino para formar “pillows lavas” o lavas almohadilladas (más adelante se profundizará en este tema) y coladas de lava.

Ejercicio 4.1: ¿Qué espesor tiene la corteza oceánica?

La figura 4.1.2a muestra una zona triangular de unos 60 km de espesor; dentro de esta zona, aproximadamente el 10 % de la roca del manto se funde para formar la corteza oceánica. A partir de esta información, ¿qué espesor aproximado crees que debería tener la corteza oceánica resultante?

Figura 4.1.2. Los procesos que dan lugar al volcanismo en los tres principales entornos volcánicos de la Tierra: (a) volcanismo relacionado con la divergencia de placas, (b) volcanismo en un límite océano-continente (se producen procesos similares en un límite convergente océano-océano), y (c) volcanismo relacionado con una pluma del manto

En un límite convergente océano-continente, una parte de una placa formada por corteza oceánica se subduce bajo una parte de otra placa formada por corteza continental. En un límite convergente océano-océano, la corteza oceánica se subduce bajo otra placa de corteza oceánica (Figura 4.1.2b). En ambas situaciones, la corteza oceánica se calienta y, aunque no hay suficiente calor para fundir la corteza subducida, sí lo hay para expulsar el agua de algunos de sus minerales. Esta agua liberada asciende hacia el manto suprayacente, donde contribuye a la fusión por flujo de la roca del manto. El magma máfico producido asciende a través del manto hasta la base de la corteza. Allí contribuye a la fusión parcial de la roca cortical y, por lo tanto, asimila mucho más material félsico. Ese magma, que ahora probablemente tenga una composición intermedia, continúa ascendiendo y asimilando material cortical. En la parte superior de la corteza, se acumula formando plutones. De vez en cuando, el magma de los plutones asciende hacia la superficie, lo que da lugar a erupciones volcánicas.

Una pluma del manto es una columna ascendente de roca caliente (no magma) que se origina en las profundidades del manto, posiblemente justo por encima del límite entre el núcleo y el manto. Se cree que las plumas del manto ascienden aproximadamente 10 veces más rápido que la velocidad de la convección del manto. La columna ascendente puede tener un diámetro del orden de kilómetros a decenas de kilómetros, pero cerca de la superficie se expande hasta formar una cabeza en forma de seta con un diámetro que va desde varias decenas hasta más de 100 km. Cerca de la base de la litosfera (la parte rígida del manto), la pluma del manto (y posiblemente parte del material del manto circundante) se funde parcialmente para formar magma máfico que asciende para alimentar los volcanes. Dado que la mayoría de las plumas del manto se encuentran bajo los océanos, las primeras etapas del volcanismo suelen tener lugar en el fondo marino. Con el tiempo, pueden formarse islas como las de Hawái.

El volcanismo en el noroeste de Columbia Británica (figuras 4.1.3 y 4.1.4) está relacionado con el rifting continental. Esta zona no se encuentra en un límite divergente ni convergente, y no hay indicios de una pluma del manto subyacente. Una explicación probable es que la corteza del noroeste de Columbia Británica esté sometida a tensiones debido al movimiento hacia el norte de la placa del Pacífico contra la placa de América del Norte, y que la fracturación cortical resultante proporcione un conducto para el flujo de magma procedente del manto. Esto puede ser, o no, una fase temprana de la separación continental, como la que se observa en África oriental.

Figura 4.1.3. Volcanes y campos volcánicos de la provincia volcánica de la Cordillera del Norte, Columbia Británica..
Figura 4.1.4. Roca volcánica en la zona del río Tseax, al noroeste de Columbia Británica.

Media Attributions

  • Figure 4.1.1: Understanding Plate Motions by USGS. Public domain. Modified by Steven Earle.
  • Figure 4.1.2: By USGS. Public domain. Modified by Steven Earle.
  • Figure 4.1.3: “South-West Canada” by USGS. Public domain. Modified by Steven Earle.
  • Figure 4.1.4: © Steven Earle. CC BY.

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