¿Qué es la astenosfera?
La astenosfera es una de las capas interiores de la corteza terrestre, que se localiza entre la litosfera y la mesosfera. Su función es permitir el desplazamiento de las masas continentales. La palabra astenosfera deriva del griego, y su significado es “débil”.
Esta capa suele identificarse por su estructura alterna, ya que se encuentra en estado sólido pero bajo tanto calor y coacción, adopta una forma moldeable (o plástica), permitiendo que se desarrolle la isostasia, proceso gravitacional que equilibra la corteza y el manto contiguo de la Tierra.
Sin embargo, dicho proceso se lleva a cabo cuando las ondas sísmicas aceleran su velocidad debido al incremento de la profundidad del canal superior. Es decir, cuando las frecuencias de la astenosfera presentan un vaivén entre los descensos y las elevaciones, dando como resultado la alteración de las propiedades de las rocas.
En este sentido, esta capa sólida y semifluida —que puede descender hasta trescientos kilómetros— se determina por la baja celeridad de sus frecuencias, pero presenta cambios en el momento de sus fluctuaciones.
La función oscilante de la astenosfera posee gran relevancia, pues su proceso de convección interviene en la atmósfera mediante los movimientos de las placas continentales y de los océanos. También influye en la exposición climática del planeta, crea nuevos territorios e impulsa el crecimiento de la vida vegetal.
Formación
¿A qué elemento se le da el nombre de astenosfera? Al nivel de baja velocidad de la sismología donde varían los ecos sísmicos o, mejor dicho, donde las ondas mecánicas realizan su recorrido de modo tardío.
Historia
El origen de la formación de la astenosfera, zona del manto ubicada de 30 a 130 kilómetros de profundidad debajo de la litosfera, es confuso. Aún en la actualidad, la teoría relacionada con la generación de la astenosfera sigue siendo incongruente para algunos autores.
La idea de la división de la Tierra en dos canales —uno rígido de cien metros de grosor y otro de profundidad indefinida y elástico— apareció por primera vez en 1914, gracias al norteamericano Joseph Barrell.
Para este científico, la superficie de la Tierra se compone de varias capas (en este caso, de dos) diferentes, pero actúan como una totalidad. Los nombres que propuso para tales unidades fueron: astenosfera, esfera superior y litosfera, y esfera rocosa.
Hay que destacar que al momento de nombrarse no existía la sismología. Por ello, la propuesta de Barrell no estaba sustentada, pues carecía de datos numéricos.
Siguiente hipótesis
Tiempo después, el alemán Beno Gutenberg formuló otra hipótesis basándose en el hecho de que en ciertas zonas la velocidad de las ondas sísmicas disminuía alrededor de un 5%, correspondiendo a unos 200 kilómetros de profundidad.
Según este sismólogo, este efecto ocurre cuando amaina la rigidez de los materiales que se encuentran en el área oscura de la que hoy se llama astenosfera. En 1926 se consideró irrefutable el planteamiento de la existencia de una capa moldeable.
Fue en los años 60 cuando se retomó una idea acerca de la astenosfera. En 1962, Don Anderson afirmó que, ciertamente, la corteza posee una capa interna heterogénea. Lo novedoso del trabajo presentado por este geofísico es que mostró pruebas, que consistieron en ensayos subterráneos nucleares de los años 50.
En esos ensayos —que siguen la línea planteada por Anderson con relación a la localización, tiempo y energía de las explosiones— se establece que la zona de baja velocidad se halla tanto en los continentes como en los océanos. Con ello se pretende explicar que este nivel es esencial a la hora de determinar las frecuencias del planeta.
Asimismo, expresa que la capa de rasgos sólidos y fluidos es un fenómeno global, pero su trayectoria en las masas continentales u oceánicas es diversa, ya que las ondas disminuyen con mayor rapidez en estas últimas. Eso sucede porque la zona continental no se limita a la corteza, sino que ocupa miles de kilómetros de la profundidad del manto.
Sin embargo, dicho argumento estableció una controversia, porque para muchos científicos el concepto de astenosfera se había eliminado o, incluso, era inexistente.
Unión de conjeturas
La hipótesis sobre una esfera superior propuesta por Joseph Barrell y el planteamiento de un área de baja velocidad sísmica de Don Anderson se estudiaban como dos teorías diferentes, pero terminaron fundiéndose en una sola debido a la exigua divergencia que había entre ellas.
Según Barrell, la esfera superior no es más que una capa donde las rocas trasmutan de rígidas a plásticas y manan a través del tiempo geológico. En cambio, para Anderson esta capa múltiple se extiende de modo progresivo y reduce las velocidades sísmicas, ya sea en las masas oceánicas o continentales.
Esta deformación teórica produjo que los sismólogos estudiaran la zona rocosa como un nivel universal de poca velocidad sísmica con ciertos escalones de bruscos incrementos. Además, le devolvieron el nombre que se le había dado: astenosfera.
Características de la astenosfera
- La astenosfera se caracteriza por almacenar el calor de la mesosfera y enviarlo hacia la litosfera mediante un sistema de convección que, al final, posibilita el movimiento de las placas tectónicas.
- Sobre esta capa rocosa se localiza la tasa de viscosidad más elevada, aunque en su labor mecánica es la zona más frágil en comparación con el resto de las áreas y la superficie de la Tierra. Esto es porque está formada por componentes semifundidos y compactos.
- También tiene la función de ampliar, estimular y originar la restauración del fondo oceánico por medio de un proceso de extrusión. Es decir, los componentes de la capa se extraen y fluyen por los dorsales de los niveles oceánicos.
- También renueva las masas continentales, puesto que las ondas P (compresivas) y S (cizalla) de la Tierra viajan a través de una zona que, al igual que la astenosfera, es de baja velocidad.
- El calor que surge de esta capa mana hacia el interior de la corteza, ocasionando que las rocas adquieran una propiedad moldeable y se transformen, a la vez puede formar terremotos y la erupción del magma de los volcanes.
Composición
La astenosfera es una de las capas que estructura la Tierra y una de las zonas donde se encuentran algunas de sus propiedades físicas. Se caracteriza por ser plástica en el lado superior, y a lo largo de los 200 kilómetros de profundidad es sólida.
Esta zona está conformada por fragmentos minerales que derivan de las explosiones supernovas, que expulsan las capas de las estrellas mediante las ondas de choque. Estas capas se identifican comomasas de cristal natural o granos de hierro, oxígeno, silicio y magnesio.
Por tanto, la astenosfera es un nivel rocoso compuesto principalmente por magnesio y silicatos de hierro. La unión de ambos componentes naturales produce rocas sedimentarias y metamórficas, minerales ferromagnéticos, así como material magmático y radioactivo.
Es decir, es una capa de roca ígnea que se genera cuando el líquido del magma se congela. Además, contiene aluminio, sodio y potasio; elementos que contribuyen en la creación de la roca basalto, cuya pigmentación oscurece la capa. Por este motivo se conoce como espacio oscuro.
Diferencias con litosfera
La litosfera ocupa la corteza y el manto superior de la Tierra. Se trata de la capa más externa y fría del planeta. Su profundidad se encuentra a unos 100 kilómetros, pero puede alcanzar los 250 en los continentes más antiguos.
A diferencia de la astenosfera, la litosfera es relativamente rígida, es decir, tiene un caparazón rocoso que no mana de forma fluida.
Sin embargo, su cubierta no es continua, sino fraccionada, ya que consta de una docena de placas que se movilizan por las superficies a bajas velocidades. Mientras el ritmo de la astenosfera varía, el de la litosfera parece un desplazamiento leve.
Densidad
La astenosfera es una capa con mayor densidad, razón por la que sus minerales fundidos fluyen de modo perenne. En cambio, los minerales de la litosfera están bajo gran presión y temperatura, tornándose más rigurosos y discontinuos al instante de acelerar el mecanismo de sus ondas sísmicas.
De manera contraria a la astenosfera, los geólogos comprobaron la existencia de dos litosferas: una oceánica y otra continental.
¿Por qué se discute su existencia?
La existencia de la astenosfera se problematiza desde que se comenzó a estudiar como una zona rocosa universal de baja velocidad sísmica. En este sentido, se está cuestionando la capa que se encuentra debajo de la litosfera continental y no de la oceánica.
Para los especialistas en geología, esa capa continental es inexistente por el simple hecho de que los suelos se desarrollan de manera distinta en los numerosos territorios del planeta.
Además, también tiene gran influencia el rápido crecimiento que se presenta en el campo de la tomografía sísmica, donde los movimientos de las ondas mecánicas no corresponden con el trayecto de los tiempos.
Referencias
- Anderson, D.L. The plastic layer of the earth´s mantle. Recuperado de usuarios.lycos.es.
- Anguita, F. Bye-bye, asthenosphere. Recuperado de ucm.es.
- Barrell, J. The evolution of the earth and its inhabitants. Recuperado de biodiversitylectures.org.
- Sidney, P.C. Estructura de la tierra. Recuperado de documentos.unican.es.