En geodinámica , la delaminación se refiere a la pérdida y hundimiento (hundimiento) de la porción de la litosfera más baja de la placa tectónica a la que estaba unida.
Mecanismo
La parte exterior de la Tierra se divide en una capa superior de litosfera y una capa inferior de astenosfera . La capa de la litosfera se compone de dos partes, una superior, la litosfera de la corteza y la inferior, la litosfera del manto. La litosfera de la corteza se encuentra en equilibrio mecánico inestable porque la litosfera del manto subyacente tiene una densidad mayor que la astenosfera de abajo. [1] La diferencia de densidades puede explicarse por la expansión / contracción térmica, la composición y los cambios de fase. [2] La flotabilidad negativa de la corteza continental inferior y la litosfera del manto impulsan la delaminación. [3]
La delaminación ocurre cuando la corteza continental inferior y la litosfera del manto se separan de la corteza continental superior. Hay dos condiciones que deben cumplirse para que prosiga la delaminación:
- La litosfera inferior debe ser más densa que la astenosfera.
- Debe ocurrir la intrusión de astenosfera más flotante que hace contacto con la corteza y reemplaza la litosfera inferior densa.
La transición metamórfica de la facies de granulita máfica a la facies de eclogita más densa en la parte inferior de la corteza es el principal mecanismo responsable de crear una flotabilidad negativa de la litosfera inferior. [3] La corteza inferior sufre una inversión de densidad, lo que hace que se desprenda de la corteza superior y se hunda en el manto. [4] Es más probable que ocurran inversiones de densidad donde hay altas temperaturas del manto. Esto limita este fenómeno a ambientes de arco, márgenes con fisuras volcánicas y áreas continentales en expansión. [4]
La astenosfera se eleva hasta que entra en contacto con la base de la corteza inferior, lo que hace que la corteza inferior y el manto litosférico comiencen a desprenderse. El hundimiento, el agrietamiento o la erosión de la pluma facilitan la intrusión de la astenosfera subyacente. [1] La energía potencial que impulsa la delaminación se libera a medida que la astenosfera caliente de baja densidad se eleva y reemplaza a la litosfera fría de mayor densidad. [2] La separación de la corteza más inferior y el manto litosférico está controlada por la viscosidad efectiva de la corteza continental superior. Estos procesos a menudo ocurren en entornos de rifting , erosión de la pluma , colisión continental o donde hay inestabilidad convectiva. [1]
Las inestabilidades convectivas facilitan la delaminación. La convección puede simplemente despegar la corteza inferior o, en un escenario diferente, se crea una inestabilidad de Rayleigh-Taylor . Debido a la inestabilidad en un área local, la base de la litosfera se rompe en gotas descendentes alimentadas por una región cada vez mayor de litosfera cada vez más delgada. El espacio dejado por la litosfera que sale se llena con la astenosfera emergente. [5]
Otros factores de la delaminación
A medida que continúa la delaminación, se eleva más astenosfera para reemplazar la litosfera inferior a medida que se hunde. Este proceso provoca que se produzcan tres cambios diferentes que pueden tener un efecto en el proceso de delaminación. [1]
- Si la viscosidad de la astenosfera ascendente es mayor que la de la litosfera del manto, la delaminación se detendrá.
- La astenosfera ascendente forma dos capas límite sólidas y frías en la parte superior e inferior de la capa del umbral . Esto reduce el grosor de la porción de la corteza más inferior que se comporta de manera viscosa.
- El hundimiento de la litosfera actúa para aumentar el grosor de la porción de la corteza más inferior que se comporta de manera viscosa.
Si domina la congelación de la astenosfera (2) el sistema es estable, sin embargo, si domina el hundimiento y, por lo tanto, la separación de la litosfera inferior (3) el sistema es inestable. Los procesos (2) y (3) compiten entre sí. [1]
Efectos geológicos
La delaminación de la litosfera tiene dos efectos geológicos importantes. Primero, debido a que se elimina una gran parte de material denso, la parte restante de la corteza y la litosfera se elevan rápidamente para formar cadenas montañosas . En segundo lugar, el flujo de material del manto caliente se encuentra con la base de la litosfera delgada y, a menudo, da como resultado el derretimiento y una nueva fase de vulcanismo . Por lo tanto, la delaminación puede explicar algunas regiones volcánicas que se han atribuido a las plumas del manto en el pasado. [6]
Relación con los procesos tectónicos
La delaminación se observa en las zonas de convergencia, especialmente donde ocurren colisiones continentales-continentales. Por ejemplo, la delaminación se ve en la meseta tibetana , que se formó a partir de la colisión de India con Asia. Las observaciones que apoyan la delaminación incluyen vulcanismo máfico repentino y aceleración del levantamiento, que se produce entre 14 y 11 Ma. [3]
Las áreas de extensión también están asociadas con la delaminación. La flotabilidad negativa de la litosfera inferior impulsa la delaminación tanto en entornos de colisión como de extensión. Durante el colapso de un cinturón montañoso, las raíces de la corteza gruesa debajo de lo que solía ser una montaña desaparecen. Los procesos detrás de esta desaparición no están claros. Los plutones graníticos formados por fuertes pulsos de calor se han asociado con la desaparición de raíces corticales gruesas. La delaminación es una fuente probable de pulsos de calor. [3]
El desarrollo tectónico de los cinturones montañosos colapsados es muy debatido. Algunos argumentan que la delaminación provoca una segunda elevación junto con el engrosamiento de la corteza, el calentamiento y el vulcanismo. Otros argumentan que la delaminación provoca el colapso y adelgazamiento de la corteza. Algunos investigadores postulan que Sierra Nevada (California) , la provincia de Cuenca y Cordillera y la meseta de Colorado en el oeste de EE. UU. Ejemplifican esto. [3]
Ejemplos geológicos
Un ejemplo de los efectos de la delaminación de la litosfera se observa en Sierra Nevada (EE. UU.) ², la provincia de Cuenca y Cordillera y la meseta de Colorado en el oeste de EE. UU. [3] Durante la extensión de la corteza en la provincia de Cuenca y Cordillera hace 10 millones de años, el afloramiento de la astenosfera adelgazó la litosfera. El calentamiento causado por el aumento de la astenosfera más cálida creó una zona de menor viscosidad en la corteza y se produjo una delaminación en los flancos de la Cuenca y la Cordillera. El levantamiento de la cordillera de Sierra Nevada en California y la meseta de Colorado se ha producido en los flancos como resultado de la pérdida de la litosfera inferior de alta densidad. Los xenolitos de eclogita que se encuentran dentro de la corteza en la región apoyan el cambio de fase metamórfica asociado con la inversión de densidad en la corteza inferior. [3] Es posible que Sierra Nevada (EE. UU.) Sea el único lugar de la Tierra donde actualmente se está extrayendo material denso de la corteza. [4]
Ver también
- Goteo litosférico
- Edificio de montaña
- Orogénesis
- Epeirogenia
- Placas tectónicas
- Convección del manto
- Galjanoplastia (geología)
Referencias
- ↑ a b c d e Bird, P. (1979). Deslaminación continental y meseta de Colorado. Revista de investigación geofísica: Tierra sólida (1978-2012), 84 (B13), 7561-7571.
- ↑ a b Kay, RW y Mahlburg Kay, S. (1993). Delaminación y delaminación
- ↑ a b c d e f g Meissner, R. y Mooney, W. (1998). Debilidad de la corteza continental inferior: una condición para la delaminación, levantamiento y escape. Tectonofísica, 296 (1), 47-60.
- ↑ a b c Rollinson, HR (2009). Sistemas de la Tierra primitiva: un enfoque geoquímico. John Wiley e hijos.
- ^ Nielsen, SB, Paulsen, GE, Hansen, DL, Gemmer, L., Clausen, OR, Jacobsen, BH, ... y Gallagher, K. (2002). Inicio del Paleoceno del levantamiento cenozoico en Noruega. Sociedad Geológica, Londres, Publicaciones especiales, 196 (1), 45-65.
- ^ Foulger, GR (2011). Placas vs penachos: una controversia geológica. John Wiley e hijos.