¿De dónde viene el magma?
Estructura de la Tierra
El interior de la Tierra está dividido en varias capas de diferente composición y consistencia. El núcleo ferroso (con gran cantidad de hierro), también conocido como endosfera, está formado por una parte interior sólida y otra exterior líquida, que produce el campo magnético terrestre que nos protege del viento solar y otros rayos cósmicos. La capa más grande de la Tierra es el manto, que tiene una composición de silicatos (con gran cantidad de sílice). Esta capa se comporta como un sólido poco maleable que se deforma lentamente en su parte más profunda (mesosfera), en su parte intermedia, en cambio, se comporta como un sólido blando que se deforma rápidamente como la plastilina (astenosfera) y, por último, en su parte más somera como un sólido rígido que se divide en placas cerca de la superficie (litosfera). La litosfera también incluye la última capa, denominada corteza terrestre, que puede dividirse en corteza oceánica de composición basáltica (mayor contenido en calcio, magnesio y hierro) y corteza continental de composición andesítica (mayor contenido en sílice, sodio y potasio). De todas estas capas, sólo el núcleo externo es líquido. Sin embargo, no es la fuente del magma debido a su composición ferrosa, mientras que el magma es silicatado. Por tanto, no existe un océano de magma en el interior de la Tierra. Para que se genere el magma, debe darse un proceso llamado fusión parcial, que se produce en zonas muy específicas donde se funden rocas.
Afiche de la Tierra (modificado de Kelvinsong, wikipedia)
Calor y origen de las islas Galápagos
La fusión se produce porque la Tierra está caliente en su interior y porque este calor migra a la superficie a través de grandes estructuras. El principal reservorio de calor es el núcleo externo. Con el tiempo, el núcleo externo se enfría y se solidifica, provocando el crecimiento del núcleo interno. Este proceso es exotérmico, es decir, libera calor. El calor se transfiere a la base del manto, calentando sus rocas, haciendo que ocupen más espacio y reduciendo su densidad. Esto permite que las rocas calentadas “floten” hacia la superficie formando grandes celdas de convección, como en una olla de agua hirviendo, o en plumas mantélicas, similares a lo que se observa en una lámpara de lava. Cuando llegan cerca de la superficie, estas rocas se funden debido a la disminución de la presión de confinamiento y derriten las rocas situadas sobre ellas como una antorcha. Este fenómeno explica el origen del magma del punto caliente de las Galápagos.
Agua y origen del arco volcánico continental
La convección del manto también es responsable de la formación de las dorsales oceánicas, grandes cordilleras volcánicas que forman la mayor parte de la corteza oceánica. A medida que la corteza oceánica se aleja de las dorsales, se altera por el contacto con el agua de mar y se enfría. Esto aumenta su densidad y finalmente comienza a hundirse en el manto. Este proceso, conocido como subducción, se produce generalmente en el límite entre la corteza oceánica y la continental, como en Ecuador, donde la placa de Nazca se desliza bajo la placa Sudamericana. Este proceso de subducción es el responsable de los grandes terremotos y los arcos volcánicos. La fusión en las zonas de subducción es diferente a la de las dorsales y los puntos calientes, ya que no hay aporte de calor ni disminución de la presión. La subducción transfiere una gran cantidad de agua al manto, lo que provoca una reacción sorprendente. El agua tiene la capacidad de reducir el punto de fusión de las rocas del manto. Este fenómeno es similar a poner sal sobre el hielo, lo que provoca que el hielo se derrita a una temperatura más baja. Entonces, durante la subducción, el agua de la corteza oceánica migra hacia el manto, fundiéndolo y creando magma. Este proceso es el que crea el magma bajo el arco continental del Ecuador.
Límites de placas tectónicas (USGov, wikipedia)