Análisis de clústeres revela un aumento del magmatismo tipo penacho durante el rifting progresivo en Afar (Etiopía)

Un motor oculto bajo un continente que se desgaja

En el noreste de África, la corteza terrestre se está estirando con tanta fuerza que se espera la formación de un nuevo océano. La Depresión de Afar en Etiopía y Yibuti es uno de los pocos lugares en tierra donde podemos observar este proceso en acción. Este estudio plantea una pregunta aparentemente sencilla, pero con grandes implicaciones: mientras un continente se fractura, ¿cómo cambia la roca fundida que alimenta sus volcanes y cuánto de ese magma procede de un penacho profundo y caliente del manto frente a partes más ordinarias del interior de la Tierra?

Leer el pasado de la Tierra en lavas congeladas

Cuando los volcanes entran en erupción, sus lavas se enfrían hasta formar rocas que conservan una memoria química del lugar y las condiciones en que se formaron. En Afar, las erupciones se han sucedido durante decenas de millones de años, desde antiguas mesetas de lava extensas hasta las más jóvenes y estrechas crestas volcánicas que vemos hoy. Los autores compilaron una gran base de datos con más de mil muestras de roca de toda la región. Cada muestra contaba con mediciones detalladas de elementos mayores, elementos trazas e isotopos—diferentes huellas químicas que, en conjunto, pueden revelar la profundidad de fusión, los tipos de minerales que quedaron atrás y si el magma se originó en penachos profundos del manto, en un manto empobrecido similar al de las dorsales oceánicas, o en fragmentos de raíces continentales más antiguas.

Dejar que los datos se agrupen solos

Tradicionalmente, los geólogos han ordenado estos datos a simple vista, trazando dos o tres variables a la vez y asignando grupos según la ubicación o la edad. Aquí, el equipo utilizó en cambio aprendizaje automático no supervisado—análisis de clústeres—para dejar que los datos se agruparan por sí mismos. Aplicaron dos métodos de agrupamiento, jerárquico y K-means, y compararon su concordancia con una medida estadística llamada coeficiente de similitud de Dice para decidir cuántos grupos distintos estaban realmente presentes. Se realizaron pruebas separadas para elementos mayores, para relaciones claves de elementos traza sensibles a las condiciones de fusión y para relaciones isotópicas que rastrean reservorios mantélicos de larga duración. Este enfoque redujo el sesgo humano y permitió buscar patrones sutiles pero consistentes en todo el rift.

Diferentes profundidades, diferentes sabores de magma

El análisis de clústeres confirmó que la mayoría de los magmas de Afar evolucionan a lo largo de una vía común controlada por la cristalización gradual y la eliminación de minerales como olivino, piroxeno y feldespatos a medida que el magma se enfría. Pero los clústeres basados en elementos traza revelaron algo más: las lavas del Afar central y sur se agrupan en dos conjuntos principales que reflejan cambios en la profundidad donde tiene lugar la fusión. Las lavas más antiguas provienen de partes más profundas del manto, mientras que los magmas más jóvenes “axiales” que alimentan los segmentos modernos del rift proceden de niveles más someros. Esto encaja con la idea de que, a medida que progresa el rifting y la corteza se adelgaza, la zona donde las rocas comienzan a fundirse se desplaza hacia arriba.

Un aumento sorprendente de la influencia del penacho profundo

El Afar norte, sin embargo, contó otra historia. Allí, el análisis de clústeres tanto de elementos traza como de isotopos agrupó las lavas en un conjunto distinto caracterizado por fuertes señales “tipo penacho”: mayores proporciones de ciertos isotopos de plomo y patrones de elementos traza que recuerdan a los basaltos de islas oceánicas, típicamente asociados a penachos del manto. La química indica una fusión más extensa de manto que ha sido modificado por minerales que contienen agua, como la anfíbola, probablemente introducidos por el penacho del manto de Afar. En lugar de tender de forma continúa hacia composiciones más uniformes y empobrecidas como las observadas en las dorsales oceánicas, los magmas en esta parte más estirada del rift se vuelven más dominados por el penacho a medida que se acerca la ruptura final.

Qué implica para el nacimiento de un nuevo océano

Para un público no especializado, la conclusión clave es que la ruptura continental no es una transición suave y unidireccional de magmatismo “dominada por penachos” a magmatismo “oceánico ordinario”. En Afar, el penacho mantélico profundo parece concentrarse bajo la parte más delgada de la cubierta continental, intensificando su influencia química justo en las etapas finales antes de que se forme una cuenca oceánica completa. En otras palabras, a medida que allí la corteza de África se estira y debilita, se convierte en un conducto cada vez más eficiente para que el magma caliente alimentado por el penacho alcance la superficie. Este hallazgo sugiere que los penachos profundos pueden desempeñar un papel activo y sostenido en la ruptura de los continentes y en la química de los lechos oceánicos recién nacidos que dejan atrás.

Cita: Tortelli, G., Crescenzi, P., Pagli, C. et al. Cluster analysis reveals increasing plume-like magmatism during progressive rifting in Afar (Ethiopia). Sci Rep 16, 6843 (2026). https://doi.org/10.1038/s41598-026-35961-0

Palabras clave: rift de Afar, penacho del manto, ruptura continental, química del magma, geología y aprendizaje automático