Los arcos de islas son largas cadenas de volcanes activos con intensa actividad sísmica que se encuentran a lo largo de los límites de las placas tectónicas convergentes (como el Anillo de Fuego ). La mayoría de los arcos de islas se originan en la corteza oceánica y son el resultado del descenso de la litosfera al manto a lo largo de la zona de subducción . Son la principal vía por la que se logra el crecimiento continental. [1]
Los arcos de islas pueden estar activos o inactivos según su sismicidad y la presencia de volcanes . Los arcos activos son crestas de volcanes recientes con una zona sísmica profunda asociada. También poseen una forma curva distinta, una cadena de volcanes activos o recientemente extintos, una trinchera de aguas profundas y una gran anomalía de Bouguer negativa en el lado convexo del arco volcánico. Muchos autores han interpretado que la pequeña anomalía de gravedad positiva asociada con los arcos volcánicos se debe a la presencia de densas rocas volcánicas debajo del arco. Mientras que los arcos inactivos son una cadena de islas que contiene rocas volcánicas y volcaniclásticas más antiguas . [2]
La forma curva de muchas cadenas volcánicas y el ángulo de la litosfera descendente están relacionados. [3] Si la parte oceánica de la placa está representada por el fondo del océano en el lado convexo del arco, y si la zona de flexión ocurre debajo de la trinchera submarina , entonces la parte desviada de la placa coincide aproximadamente con la zona de Benioff debajo. la mayoría de los arcos.
Ubicación [ editar ]
La mayoría de los arcos de islas modernos están cerca de los márgenes continentales (principalmente en los márgenes norte y oeste del Océano Pacífico ). Sin embargo, no hay evidencia directa dentro de los arcos que muestre que siempre han existido en su posición actual con respecto a los continentes, aunque la evidencia de algunos márgenes continentales sugiere que algunos arcos pueden haber migrado hacia los continentes durante el Mesozoico tardío o el Cenozoico temprano . [2]
El movimiento de los arcos insulares hacia el continente podría ser posible si, en algún momento, las antiguas zonas de Benioff se sumergieran hacia el océano actual en lugar de hacia el continente, como en la mayoría de los arcos de hoy. Esto habrá resultado en la pérdida del fondo oceánico entre el arco y el continente y, en consecuencia, en la migración del arco durante los episodios de expansión. [2]
Las zonas de fractura en las que terminan algunos arcos insulares activos pueden interpretarse en términos de tectónica de placas como resultado del movimiento a lo largo de fallas transformantes , [4] [5] que son márgenes de placas donde la corteza no se consume ni genera. Por lo tanto, la ubicación actual de estas cadenas de islas inactivas se debe al patrón actual de las placas litosféricas. Sin embargo, su historia volcánica, que indica que son fragmentos de arcos de islas más antiguos, no está necesariamente relacionada con el patrón de placas actual y puede deberse a diferencias en la posición de los márgenes de las placas en el pasado.
Formación tectónica [ editar ]
Entender la fuente de calor que causa el derretimiento del manto fue un problema polémico. Los investigadores creían que el calor se producía a través de la fricción en la parte superior de la losa. Sin embargo, esto es poco probable porque la viscosidad de la astenosfera disminuye con el aumento de la temperatura, y a las temperaturas requeridas para la fusión parcial, la astenosfera tendría una viscosidad tan baja que no podría ocurrir una fusión por cizallamiento. [6]
Ahora se cree que el agua actúa como el agente principal que impulsa la fusión parcial debajo de los arcos. Se ha demostrado que la cantidad de agua presente en la losa descendente está relacionada con la temperatura de fusión del manto. [7] Cuanto mayor es la cantidad de agua presente, más se reduce la temperatura de fusión del manto. Esta agua se libera durante la transformación de minerales a medida que aumenta la presión, siendo el mineral que lleva más agua la serpentinita .
Estas reacciones minerales metamórficas provocan la deshidratación de la parte superior de la losa a medida que la losa hidratada se hunde. También se le transfiere calor desde la astenosfera circundante. A medida que se transfiere calor a la losa, se establecen gradientes de temperatura de manera que la astenosfera en la vecindad de la losa se vuelve más fría y más viscosa que las áreas circundantes, particularmente cerca de la parte superior de la losa. Esta astenosfera más viscosa se arrastra hacia abajo con la losa haciendo que un manto menos viscoso fluya detrás de ella. Es la interacción de este manto descendente con los fluidos acuosos que se elevan desde la losa que se hunde lo que se cree que produce el derretimiento parcial del manto al cruzar su sólido húmedo. [8] Además, algunos derretimientos pueden resultar de la afluencia de material del manto caliente dentro de la cuña del manto. [9] Si el material caliente se eleva lo suficientemente rápido como para que se pierda poco calor, la reducción de la presión puede provocar una liberación de presión o un derretimiento parcial por descompresión.
En el lado de subducción del arco de la isla hay una trinchera oceánica profunda y estrecha, que es el rastro en la superficie de la Tierra del límite entre las placas descendentes y dominantes. Esta zanja se crea por la atracción gravitacional hacia abajo de la placa de subducción relativamente densa en el borde de ataque de la placa. Múltiples terremotos ocurren a lo largo de este límite de subducción con los hipocentros sísmicos ubicados a una profundidad creciente debajo del arco de la isla: estos terremotos definen la zona de Benioff . [10] [11]
Los arcos de islas se pueden formar en entornos intraoceánicos, o a partir de los fragmentos de la corteza continental que se han alejado de una masa terrestre continental adyacente o en volcanes relacionados con la subducción activos en los márgenes de los continentes.
Funciones [ editar ]
A continuación se muestran algunas de las características generalizadas presentes en la mayoría de los arcos de islas.
Antearco : esta región comprende la trinchera, el prisma de acreción y la cuenca del antearco. Hay una protuberancia de la trinchera en el lado del sistema que da al océano (Barbados en las Antillas Menores es un ejemplo). La cuenca del arco de proa se forma entre la cresta del arco de proa y el arco de la isla; es una región de sedimentación de lecho plano sin perturbaciones.
Trincheras : estas son las características más profundas de las cuencas oceánicas; la más profunda es la fosa de las Marianas (~ 36.000 pies). Se forman por flexión de la litosfera oceánica, desarrollándose en el lado del océano de los arcos de islas.
Cuenca de arco posterior : también se conocen como mares marginales y se forman en el lado cóncavo interno de los arcos de islas delimitados por crestas de arco posterior. Se desarrollan en respuesta a la tectónica tensional debido a la ruptura de un arco insular existente.
Zona de Benioff o zona de Wadati-Benioff : este es un plano que se sumerge debajo de la placa superior donde ocurre una intensa actividad volcánica, que se define por la ubicación de los eventos sísmicos debajo del arco. Los terremotos ocurren desde cerca de la superficie hasta ~ 660 km de profundidad. El buzamiento de las zonas de Benioff varía de 30 ° a casi vertical. [12]
Se puede formar una cuenca oceánica entre el margen continental y los arcos de islas en el lado cóncavo del arco. Estas cuencas tienen una corteza oceánica o intermedia entre la corteza oceánica normal y la típica de los continentes; El flujo de calor en las cuencas es mayor que en las áreas continentales u oceánicas normales. [2]
Algunos arcos, como las Aleutianas, pasan lateralmente hacia la plataforma continental en el lado cóncavo del arco, [13] mientras que la mayoría de los arcos están separados de la corteza continental.
El movimiento entre dos placas litosféricas explica las principales características de los arcos de islas activos. El arco de la isla y la pequeña cuenca oceánica están situados en la placa superpuesta que se encuentra con la placa descendente que contiene la corteza oceánica normal a lo largo de la zona de Benioff. La pronunciada curvatura de la placa oceánica hacia abajo produce una trinchera. [14]
Rocas volcánicas en el arco de la isla [ editar ]
En general, hay tres series volcánicas a partir de las cuales se forman los tipos de roca volcánica que se encuentran en los arcos de islas: [15] [16]
- La serie toleítica : andesitas y andesitas basálticas .
- La serie calc-alcalina - andesitas.
- La serie alcalina: subgrupos de basaltos alcalinos y las raras lavas muy ricas en potasio (es decir, shoshoníticas ).
Esta serie volcánica está relacionada con la edad de la zona de subducción y la profundidad. La serie de magma toleítico está bien representada por encima de las zonas de subducción jóvenes formadas por magma desde una profundidad relativa poco profunda. Las series calco-alcalina y alcalina se observan en zonas maduras de subducción, y están relacionadas con magmas de mayores profundidades. La andesita y la andesita basáltica son las rocas volcánicas más abundantes en el arco insular, lo que es indicativo de magmas calco-alcalinos. Algunos arcos de islas han distribuido series volcánicas, como se puede ver en el sistema de arcos de islas japonés, donde las rocas volcánicas cambian de tholeiita —calc-alcalina — alcalina a medida que aumenta la distancia desde la zanja. [15]
Varios procesos están involucrados en el magmatismo del arco que da lugar al gran espectro de composición de rocas encontradas. Estos procesos son, pero no se limitan a, mezcla de magma, fraccionamiento, variaciones en la profundidad y grado de fusión y asimilación parcial. Por lo tanto, las tres series volcánicas dan como resultado una amplia gama de composición de rocas y no corresponden a tipos absolutos de magma o regiones de origen. [6]
Lista de arcos isleños modernos [ editar ]
| Arco de la isla | País | Zanja | Cuenca o mar marginal | Placa de anulación | Placa de subducción |
|---|---|---|---|---|---|
| Islas Aleutianas | Estados Unidos | Fosa de las Aleutianas | Mar de Bering | Placa norteamericana | Placa del Pacífico |
| Islas Kuriles | Rusia | Fosa de Kuril – Kamchatka | Mar de Okhotsk | Placa norteamericana | Placa del Pacífico |
| Archipiélago japonés | Japón | Fosa de Japón、Canal de Nankai | Mar de Japón | Placa norteamericana, placa euroasiática | Placa del Pacífico, Placa del Mar de Filipinas |
| Islas Ryukyu | Japón | Fosa de Ryukyu | Mar de China Oriental ( canal de Okinawa ) | Placa euroasiática | Placa del Mar de Filipinas |
| Islas filipinas | Filipinas | Fosa filipina | Mar de China Meridional , Mar de Célebes | Placa euroasiática | Placa del Mar de Filipinas |
| Arco de la Sonda | Indonesia | Fosa de Java | Mar de Java , Mar de Flores | Placa euroasiática | Placa australiana |
| Islas Andaman y Nicobar | India | Fosa del norte de Java | Mar de andamán | Placa euroasiática | Plato Indo-Australiano |
| Islas Izu e Islas Bonin (Islas Ogasawara) | Japón | Fosa de Izu-Ogasawara | Placa del Mar de Filipinas | Placa del Pacífico | |
| Islas marianas | Estados Unidos | Fosa de las Marianas | Placa del Mar de Filipinas | Placa del Pacífico | |
| Archipiélago de Bismarck | Papúa Nueva Guinea | Fosa de Nueva Bretaña | Placa del Pacífico | Placa australiana | |
| Islas Salomón (archipiélago) | Islas Salomón | Fosa de San Cristóbal | Placa del Pacífico | Placa australiana | |
| Nuevas Hébridas | Vanuatu | Fosa de las Nuevas Hébridas | Placa del Pacífico | Placa australiana | |
| Islas tonga | Tonga | Fosa de Tonga | Placa australiana | Placa del Pacífico | |
| Antillas | Fosa de Puerto Rico | Mar Caribe | Plato caribeño | Placa de América del Norte, Placa de América del Sur | |
| Islas Sandwich del Sur | Territorio británico de ultramar | Trinchera South Sandwich | Mar de Escocia | Plato Scotia | Plato Sudamericano |
| Arco egeo o helénico | Grecia | Fosa del Mediterráneo Oriental | Mar Egeo | Placa del mar Egeo o placa helénica | Plato Africano |
| Arco volcánico del sur del Egeo | Grecia | Fosa del Mediterráneo Oriental | Mar Egeo | Placa del mar Egeo o placa helénica | Plato Africano |
Ejemplos de arcos de islas antiguas [ editar ]
En algunos lugares se han identificado restos de antiguos arcos de islas. La siguiente tabla menciona una selección de estos.
| Arco de la isla | País | Destino |
|---|---|---|
| Chaitenia | Chile, Argentina | Acreditado a la Patagonia en el Devónico . [17] |
| Islas insulares | Canadá, Estados Unidos | Acrecentado a América del Norte en el Cretácico . |
| Islas Intermontanas | Canadá, Estados Unidos | Acreditado a América del Norte en el Jurásico . |
Ver también [ editar ]
- Cuenca de arco trasero
- Isla alta
- Arco volcánico
Referencias [ editar ]
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