Subducción
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Diagrama del proceso geológico de subducción.

La subducción es un proceso geológico en el que la litosfera oceánica se recicla en el manto de la Tierra en límites convergentes . Donde la litosfera oceánica de una placa tectónica converge con la litosfera menos densa de una segunda placa, la placa más pesada se sumerge debajo de la segunda placa y se hunde en el manto. Una región donde ocurre este proceso se conoce como zona de subducción , y su expresión superficial se conoce como complejo arco-zanja . El proceso de subducción ha creado la mayor parte de la corteza continental de la Tierra. [1]Las tasas de subducción se miden típicamente en centímetros por año, siendo la tasa promedio de convergencia de aproximadamente dos a ocho centímetros por año a lo largo de la mayoría de los límites de las placas. [2]

La subducción es posible porque la litosfera oceánica fría es ligeramente más densa que la astenosfera subyacente , la capa caliente y dúctil en el manto superior que subyace a la litosfera fría y rígida. Una vez iniciada, la subducción estable es impulsada principalmente por la flotabilidad negativa de la densa litosfera en subducción. La losa se hunde en el manto en gran parte bajo su peso. [3]

Los terremotos son comunes a lo largo de la zona de subducción y los fluidos liberados por la placa de subducción desencadenan el vulcanismo en la placa superior. Si la placa de subducción se hunde en un ángulo poco profundo, la placa superior desarrolla un cinturón de deformación caracterizado por engrosamiento de la corteza, formación de montañas y metamorfismo. La subducción en un ángulo más pronunciado se caracteriza por la formación de cuencas de arco posterior . [4]

Subducción y tectónica de placas

Ver también: Tectónica de placas
Las placas oceánicas se subducen creando fosas oceánicas .

Según la teoría de la tectónica de placas , la litosfera de la Tierra , su capa exterior rígida, se divide en dieciséis placas tectónicas más grandes y varias placas más pequeñas. Estos están en cámara lenta, debido a la convección en el manto dúctil subyacente . Este proceso de convección permite que el calor generado por la desintegración radiactiva escape del interior de la Tierra. [5]

La litosfera consta de la corteza ligera más externa más la porción rígida más alta del manto . La litosfera oceánica varía en grosor desde unos pocos kilómetros para la litosfera joven creada en las dorsales oceánicas hasta alrededor de 100 km (62 millas) para la litosfera oceánica más antigua. [6] La litosfera continental tiene hasta 200 km (120 millas) de espesor. [7] La litosfera es relativamente fría y rígida en comparación con la astenosfera subyacente , por lo que las placas tectónicas se mueven como cuerpos sólidos sobre la astenosfera. Las placas individuales a menudo incluyen ambas regiones de la litosfera oceánica y la litosfera continental.

Las zonas de subducción son donde la litosfera oceánica fría se hunde nuevamente en el manto y se recicla. [4] [8] Se encuentran en los límites de las placas convergentes, donde la litosfera oceánica de una placa converge con la litosfera menos densa de otra placa. La litosfera oceánica más pesada es anulada por el borde de ataque de la otra placa. [6] La placa anulada (la losa ) se hunde en un ángulo de aproximadamente veinticinco a setenta y cinco grados con respecto a la superficie de la Tierra. [9] Este hundimiento es impulsado por la diferencia de temperatura entre la losa y la astenosfera circundante, ya que la litosfera oceánica más fría tiene, en promedio, una mayor densidad. [6] Sedimentosy un poco de agua atrapada es arrastrada hacia abajo por la losa y reciclada en el manto profundo. [10]

La Tierra es hasta ahora el único planeta donde se sabe que ocurre la subducción, y las zonas de subducción son su característica tectónica más importante. La subducción es la fuerza impulsora detrás de la tectónica de placas , y sin ella, la tectónica de placas no podría ocurrir. [11] Las zonas de subducción oceánica están ubicadas a lo largo de 55.000 km (34.000 mi) de márgenes de placas convergentes, [12] casi igual a los 60.000 km (37.000 mi) acumulados de dorsales oceánicas. [13]

Estructura de las zonas de subducción

Complejo arco-trinchera

La expresión superficial de las zonas de subducción son complejos arco-zanja. En el lado del océano del complejo, donde la placa de subducción se acerca por primera vez a la zona de subducción, a menudo hay una trinchera exterior alta o un oleaje exterior de la trinchera . Aquí la placa se rebaja ligeramente antes de hundirse hacia abajo, como consecuencia de la rigidez de la placa. [14] El punto donde la losa comienza a hundirse está marcado por una trinchera oceánica . Las trincheras oceánicas son las partes más profundas del suelo oceánico.

Más allá de la trinchera está la parte del antearco de la placa superior. Dependiendo de las velocidades de sedimentación, el antearco puede incluir una cuña acrecional de sedimentos raspados de la losa subductora y acumulados en la placa superior. Sin embargo, no todos los complejos de arco-zanja tienen una cuña de acreción. Los arcos de acreción tienen una cuenca del antearco bien desarrollada detrás de la cuña de acreción, mientras que la cuenca del antearco está poco desarrollada en los arcos no acrecionales. [15]

Más allá de la cuenca del antearco, los volcanes se encuentran en largas cadenas llamadas arcos volcánicos . El basalto en subducción y el sedimento son normalmente ricos en minerales hidratados y arcillas. Además, se introducen grandes cantidades de agua en las grietas y fracturas creadas a medida que la losa subductora se dobla hacia abajo. [16] Durante la transición de basalto a eclogita, estos materiales hidratados se descomponen, produciendo copiosas cantidades de agua, que a tan gran presión y temperatura existe como un fluido supercrítico . [17] El agua supercrítica, que es caliente y más flotante que la roca circundante, se eleva hacia el manto suprayacente, donde baja la temperatura de fusión de la roca del manto, generando magma.a través de la fusión del fundente . [18] Los magmas, a su vez, se elevan como diapiros porque son menos densos que las rocas del manto. [19] Los magmas derivados del manto (que inicialmente son de composición basáltica) pueden finalmente llegar a la superficie de la Tierra, lo que resulta en erupciones volcánicas. La composición química de la lava en erupción depende del grado en que el basalto derivado del manto interactúa con (derrite) la corteza terrestre o sufre una cristalización fraccionada . Los volcanes de arco tienden a producir erupciones peligrosas porque son ricos en agua (de la losa y sedimentos) y tienden a ser extremadamente explosivos. [20] Krakatoa , Nevado del Ruiz yEl monte Vesubio son todos ejemplos de volcanes de arco. Los arcos también están asociados con la mayoría de los depósitos de mineral . [19]

Más allá del arco volcánico hay una región de arco posterior cuyo carácter depende en gran medida del ángulo de subducción de la losa en subducción. Donde este ángulo es poco profundo, la losa subductora arrastra la corteza continental suprayacente, produciendo una zona de compresión en la que puede haber un plegado extenso y fallas de empuje . Si el ángulo de subducción es profundo, la corteza se pondrá en tensión en su lugar, produciendo a menudo una cuenca de arco posterior . [21]

Estructura profunda

El complejo arco-trinchera es la expresión superficial de una estructura mucho más profunda. Aunque no son directamente accesibles, las partes más profundas se pueden estudiar utilizando geofísica y geoquímica . Las zonas de subducción están definidas por una zona inclinada de terremotos , la zona de Wadati-Benioff , que se aleja de la zanja y se extiende hasta la discontinuidad de 660 kilómetros . Los terremotos de la zona de subducción ocurren a mayores profundidades (hasta 600 km (370 millas)) que en cualquier otro lugar de la Tierra (típicamente a menos de 20 km (12 millas) de profundidad); Estos terremotos profundos pueden ser provocados por transformaciones de fase profundas , fugas térmicas o fragilización por deshidratación . [22][23] La tomografía sísmica muestra que algunas placas pueden penetrar el manto inferior [24] [25] y hundirse hasta el límite entre el núcleo y el manto . [26] Aquí, el residuo de las losas puede eventualmente calentarse lo suficiente como para volver a la superficie en forma de plumas del manto . [27] [28]

Ángulo de subducción

La subducción ocurre típicamente en un ángulo moderadamente empinado justo en el punto del límite de la placa convergente. Sin embargo, se sabe que existen ángulos de subducción anómalos menos profundos, así como algunos que son extremadamente empinados. [29]

  • La subducción de la losa plana (ángulo de subducción inferior a 30 °) ocurre cuando la losa se subduce casi horizontalmente. La losa relativamente plana puede extenderse por cientos de kilómetros. Eso es anormal, ya que la losa densa generalmente se hunde en un ángulo mucho más pronunciado. Debido a que la subducción de losas a profundidad es necesaria para impulsar el vulcanismo de la zona de subducción, se puede invocar la subducción de losas planas para explicar las brechas volcánicas .

La subducción de losas planas está en curso debajo de parte de los Andes , lo que provoca la segmentación del Cinturón Volcánico Andino en cuatro zonas. Se cree que la subducción de la losa plana en el norte de Perú y la región Norte Chico de Chile es el resultado de la subducción de dos cordilleras asísmicas flotantes, la Cordillera de Nazca y la Cordillera de Juan Fernández , respectivamente. Alrededor de la península de Taitao, la subducción de losas planas se atribuye a la subducción de Chile Rise , una cresta que se extiende . [30] [31]

La orogenia de Laramide en las Montañas Rocosas de los Estados Unidos se atribuye a la subducción de losas planas. [32] Durante esta orogenia, apareció una amplia brecha volcánica en el margen suroeste de América del Norte, y la deformación se produjo mucho más tierra adentro; Fue durante este tiempo que se crearon las cadenas montañosas de Colorado, Utah, Wyoming, Dakota del Sur y Nuevo México, que se encuentran en el sótano . Se ha descubierto que los terremotos más masivos de la zona de subducción, los llamados "mega terremotos", ocurren en zonas de subducción de losas planas. [33]

  • La subducción de ángulo pronunciado (ángulo de subducción superior a 70 °) ocurre en zonas de subducción donde la corteza oceánica y la litosfera de la Tierra son viejas y gruesas y, por lo tanto, han perdido flotabilidad. La zona de subducción de inmersión más empinada se encuentra en la Fosa de las Marianas , que es también donde la corteza oceánica, de la edad jurásica , es la más antigua de la Tierra que exime a las ofiolitas . La subducción de ángulo pronunciado, en contraste con la subducción de losa plana, está asociada con la extensión del arco posterior [34] de la corteza, creando arcos volcánicos y tirando fragmentos de la corteza continental lejos de los continentes para dejar un mar marginal .

Ciclo de vida de las zonas de subducción.

Inicio de la subducción

Aunque la subducción estable se comprende bastante bien, el proceso mediante el cual se inicia la subducción sigue siendo un tema de discusión y estudio continuo. La subducción puede comenzar espontáneamente si la litosfera oceánica más densa puede hundirse y hundirse debajo de la litosfera oceánica o continental adyacente sólo a través del forzamiento vertical; alternativamente, los movimientos de las placas existentes pueden inducir nuevas zonas de subducción forzando horizontalmente la litosfera oceánica a romperse y hundirse en la astenosfera. [35] [36]Ambos modelos pueden eventualmente producir zonas de subducción autosostenidas, ya que la corteza oceánica se metamorfosea a gran profundidad y se vuelve más densa que las rocas del manto circundante. La compilación de los eventos de iniciación de la zona de subducción hasta 100 Ma sugiere la iniciación de la zona de subducción forzada horizontalmente para la mayoría de las zonas de subducción modernas, [36] que está respaldada por resultados de modelos numéricos [37] [38] y estudios geológicos. [39] [40] Algunos modelos analógicos muestran, sin embargo, la posibilidad de subducción espontánea de las diferencias de densidad inherentes entre dos placas en ubicaciones específicas como márgenes pasivos. [41] [42]Existe evidencia de que esto ha ocurrido en el sistema de subducción Izu-Bonin-Mariana. [43] [44] Anteriormente en la historia de la Tierra, es probable que la subducción se haya iniciado sin forzamiento horizontal debido a la falta de movimiento relativo de la placa, aunque una propuesta poco ortodoxa de A. Yin sugiere que los impactos de meteoritos pueden haber contribuido al inicio de la subducción en la Tierra primitiva. . [45]

Fin de la subducción

La subducción puede continuar mientras la litosfera oceánica se mueva hacia la zona de subducción. Sin embargo, la llegada de una corteza flotante a una zona de subducción puede provocar su falla, al interrumpir el afloramiento. La llegada de la corteza continental da como resultado una colisión o acreción del terreno que interrumpe la subducción. [46] La corteza continental puede subducirse a profundidades de 100 km (62 millas) o más, pero luego resurge. [47] [28] Las secciones de la corteza de arco intraoceánico o de la corteza de más de 15 km (9,3 millas) de espesor o una meseta oceánica de más de 30 km (19 millas) de espesor pueden interrumpir la subducción. Sin embargo, los arcos de isla subducidos de extremo a extremo pueden causar solo una interrupción local, mientras que un arco que llega paralelo a la zona puede apagarla. [46]Esto ha sucedido con la meseta de Ontong Java y la fosa de Vitiaz. [48]

Efectos

Metamorfismo

Artículo principal: metamorfismo de la zona de subducción

Las zonas de subducción albergan una variedad única de tipos de rocas creadas por las condiciones de alta presión y baja temperatura que encuentra una losa en subducción durante su descenso. [49] Las condiciones metamórficas por las que pasa la losa en este proceso crean y destruyen fases minerales portadoras de agua (hidratadas), liberando agua en el manto. Esta agua reduce el punto de fusión de la roca del manto, iniciando la fusión. [50] Comprender el momento y las condiciones en las que ocurren estas reacciones de deshidratación es clave para interpretar el derretimiento del manto, el magmatismo del arco volcánico y la formación de la corteza continental. [51]

Una facies metamórfica se caracteriza por un conjunto mineral estable específico para un rango de presión-temperatura y material de partida específico. El metamorfismo de la zona de subducción se caracteriza por una trayectoria metamórfica de baja temperatura y alta presión ultra alta a través de las zonas de estabilidad de las facies de zeolita , prehnita-pumpellyita, blueschist y eclogita de la corteza oceánica subducida. [52] Los ensamblajes de facies de zeolita y prehnita-pumpellyita pueden estar presentes o no, por lo que el inicio del metamorfismo solo puede estar marcado por las condiciones de facies de blueschist. [53] Las losas de subducción se componen de corteza basáltica rematada consedimentos pelágicos ; [54] sin embargo, los sedimentos pelágicos pueden acumularse en la pared que cuelga del antearco y no subducirse. [55] La mayoría de las transiciones de fase metamórfica que ocurren dentro de la losa subductora son provocadas por la deshidratación de las fases minerales hidratadas. La descomposición de las fases minerales hidratadas se produce típicamente a profundidades superiores a los 10 km. [56] Cada una de estas facies metamórficas está marcada por la presencia de un conjunto mineral estable específico, que registra las condiciones metamórficas experimentadas, excepto la losa subductora. Las transiciones entre facies hacen que los minerales hidratados se deshidraten en ciertas condiciones de presión-temperatura y, por lo tanto, se pueden rastrear hasta eventos de fusión en el manto debajo de un arco volcánico.

Actividad volcánica

Artículo principal: Arco volcánico

Los volcanes que se encuentran por encima de las zonas de subducción, como el Monte Santa Elena , el Monte Etna y el Monte Fuji , se encuentran aproximadamente a cien kilómetros de la fosa en cadenas arqueadas llamadas arcos volcánicos . Generalmente se observan dos tipos de arcos en la Tierra: arcos de islas que se forman en la litosfera oceánica (por ejemplo, los arcos de las islas Mariana y Tonga ) y arcos continentales como el Arco Volcánico en Cascada., que se forman a lo largo de la costa de los continentes. Los arcos de islas (arcos intraoceánicos o primitivos) son producidos por la subducción de la litosfera oceánica debajo de otra litosfera oceánica (subducción océano-océano) mientras que los arcos continentales (arcos andinos) se forman durante la subducción de la litosfera oceánica debajo de una litosfera continental (subducción océano-continente). . [57] Un ejemplo de un arco volcánico que tiene secciones de arco continental e insular se encuentra detrás de la zona de subducción de la Fosa Aleutiana en Alaska. [58]

El magmatismo del arco se produce entre cien y doscientos kilómetros de la zanja y aproximadamente cien kilómetros por encima de la losa en subducción. Esta profundidad de generación de magma del arco es la consecuencia de la interacción entre los fluidos hidratados, liberados de la losa subductora, y la cuña del manto del arco que está lo suficientemente caliente como para derretirse con la adición de agua. [59] También se ha sugerido que la mezcla de fluidos de una placa tectónica subducida y sedimento derretido ya está ocurriendo en la parte superior de la losa antes de que se produzca cualquier mezcla con el manto. [60]

Los arcos producen alrededor del 10% del volumen total de magma producido cada año en la Tierra (aproximadamente 0,75 kilómetros cúbicos), mucho menos que el volumen producido en las dorsales oceánicas [61], pero han formado la mayor parte de la corteza continental . [4] El vulcanismo de arco tiene el mayor impacto en los seres humanos porque muchos volcanes de arco se encuentran sobre el nivel del mar y entran en erupción violentamente. Los aerosoles inyectados en la estratosfera durante erupciones violentas pueden causar un enfriamiento rápido del clima de la Tierra y afectar los viajes aéreos. [59]

Terremotos y tsunamis

Mapa global de zonas de subducción, con losas subducidas contorneadas por profundidad
Artículo principal: terremoto de Megathrust

Las tensiones causadas por la convergencia de placas en las zonas de subducción provocan al menos tres tipos de terremotos. Estos son terremotos profundos, terremotos de megafonía y terremotos de elevación externa.

Los eventos anormalmente profundos son una característica de las zonas de subducción, que producen los terremotos más profundos del planeta. Los terremotos generalmente se limitan a las partes frágiles y poco profundas de la corteza, generalmente a profundidades de menos de veinte kilómetros. Sin embargo, en las zonas de subducción, los terremotos ocurren a profundidades de hasta 700 km (430 millas). Estos terremotos definen zonas inclinadas de sismicidad conocidas como zonas de Wadati-Benioff que trazan la losa descendente. [62]

Nueve de los diez terremotos más grandes de los últimos 100 años fueron mega terremotos en la zona de subducción, que incluyeron el Gran terremoto de Chile de 1960 , que, en M 9.5, fue el terremoto más grande jamás registrado; el terremoto y tsunami del Océano Índico de 2004 ; y el terremoto y tsunami de Tōhoku de 2011 . La subducción de la corteza oceánica fría en el manto deprime el gradiente geotérmico local y hace que una porción más grande de la Tierra se deforme de una manera más frágil de lo que lo haría en un entorno de gradiente geotérmico normal. Debido a que los terremotos solo pueden ocurrir cuando una roca se está deformando de manera quebradiza, las zonas de subducción pueden causar grandes terremotos. Si tal terremoto causa una rápida deformación del fondo marino, existe la posibilidad detsunamis , como el terremoto causado por la subducción de la placa indoaustraliana bajo la placa euroasiática el 26 de diciembre de 2004, que devastó las áreas alrededor del Océano Índico . También ocurren con frecuencia pequeños temblores que causan tsunamis pequeños y no dañinos. [62]

Un estudio publicado en 2016 sugirió un nuevo parámetro para determinar la capacidad de una zona de subducción para generar mega-terremotos. [63] Al examinar la geometría de la zona de subducción y comparar el grado de curvatura de las placas en subducción en grandes terremotos históricos como el terremoto de Sumatra-Andaman de 2004 y el de Tōhoku de 2011, se determinó que la magnitud de los terremotos en las zonas de subducción es inversamente proporcional a el grado de curvatura de la falla, lo que significa que "cuanto más plano sea el contacto entre las dos placas, más probable es que ocurran mega-terremotos". [64]

Los terremotos de ascenso exterior ocurren cuando las fallas normales hacia el océano de la zona de subducción son activadas por la flexión de la placa cuando se dobla hacia la zona de subducción. [65] El terremoto de Samoa de 2009 es un ejemplo de este tipo de evento. El desplazamiento del fondo marino causado por este evento generó un tsunami de seis metros en la cercana Samoa.

La tomografía sísmica ha ayudado a detectar la litosfera subducida, losas, en las profundidades del manto donde no hay terremotos. Se han descrito alrededor de cien losas en términos de profundidad y su momento y ubicación de subducción. [66] Las grandes discontinuidades sísmicas en el manto, a 410 km (250 millas) de profundidad y 670 km (420 millas), se ven interrumpidas por el descenso de placas frías en zonas de subducción profunda. Algunas losas subducidas parecen tener dificultades para penetrar la mayor discontinuidad que marca el límite entre el manto superior y el manto inferior a una profundidad de unos 670 kilómetros. Otras placas oceánicas subducidas se han hundido hasta el límite entre el núcleo y el manto.a 2890 km de profundidad. Generalmente, las placas se desaceleran durante su descenso hacia el manto, desde típicamente varios cm / año (hasta ~ 10 cm / año en algunos casos) en la zona de subducción y en el manto superior, hasta ~ 1 cm / año en el manto inferior. [66] Esto conduce a que las losas se plieguen o apilen en esas profundidades, visibles como losas engrosadas en la tomografía sísmica . Por debajo de ~ 1700 km, puede haber una aceleración limitada de las losas debido a la menor viscosidad como resultado de los cambios de fase mineral inferidos hasta que se acercan y finalmente se estancan en el límite entre el núcleo y el manto . [66] Aquí las losas se calientan con el calor ambiental y ya no se detectan ~ 300 Myr después de la subducción. [66]

Orogénesis

Artículo principal: Orogenia

La orogenia es el proceso de construcción de montañas. Las placas subductoras pueden conducir a la orogenia al llevar islas oceánicas, mesetas oceánicas y sedimentos a márgenes convergentes. El material a menudo no se subduce con el resto de la placa, sino que se acumula (se raspa) hacia el continente, lo que da como resultado terrenos exóticos . La colisión de este material oceánico provoca el engrosamiento de la corteza y la formación de montañas. El material acumulado a menudo se denomina cuña o prisma de acreción . Estas cuñas de acreción pueden identificarse mediante ofiolitos (corteza oceánica levantada que consta de sedimentos, basaltos almohadillados, diques de láminas, gabro y peridotita). [67]

La subducción también puede causar orogenia sin traer material oceánico que choca con el continente predominante. Cuando la placa de subducción se subduce en un ángulo poco profundo debajo de un continente (algo llamado "subducción de losa plana"), la placa de subducción puede tener suficiente tracción en la parte inferior de la placa continental para hacer que la placa superior se contraiga y produzca un pliegue y una falla. , engrosamiento de la corteza y formación de montañas. La subducción de losas planas provoca la formación de montañas y el vulcanismo que se mueven hacia el continente, lejos de la trinchera, y se ha descrito en América del Norte (es decir, orogenia Laramide), América del Sur y Asia oriental. [66]

Los procesos descritos anteriormente permiten que la subducción continúe mientras la formación de montañas ocurre progresivamente, lo que contrasta con la orogenia de colisión continente-continente, que a menudo conduce a la terminación de la subducción.

Inicios de la subducción en la Tierra

Ver también: subducción arcaica

La subducción de estilo moderno se caracteriza por gradientes geotérmicos bajos y la formación asociada de rocas de alta presión y baja temperatura como eclogite y blueschist . [68] [69] Asimismo, los conjuntos de rocas llamados ofiolitos , asociados con la subducción de estilo moderno, también indican tales condiciones. [68] Los xenolitos de eclogita encontrados en el Cratón del Norte de China proporcionan evidencia de que la subducción de estilo moderno ocurrió al menos hace 1.8  Ga en la Era Paleoproterozoica . [68]Sin embargo, la eclogita en sí fue producida por subducción oceánica durante el ensamblaje de supercontinentes a aproximadamente 1.9-2.0 Ga.

Blueschist es una roca típica de los entornos de subducción actuales. La ausencia de esquistos azules más antiguos que el Neoproterozoico refleja más composiciones ricas en magnesio de la corteza oceánica de la Tierra durante ese período. [70] Estas rocas más ricas en magnesio se metamorfosean en esquistos verdes en condiciones en las que las rocas de la corteza oceánica moderna se metamorfosean en esquistos azules. [70] Las antiguas rocas ricas en magnesio significan que el manto de la Tierra alguna vez estuvo más caliente, pero no que las condiciones de subducción fueran más calientes. Anteriormente, se pensaba que la falta de esquistos azules pre-neoproterozoicos indicaba un tipo diferente de subducción. [70]Ambas líneas de evidencia refutan concepciones previas de subducción de estilo moderno que se iniciaron en la Era Neoproterozoica hace 1.0 Ga. [68] [70]

Historia de la investigacion

Harry Hammond Hess , quien durante la Segunda Guerra Mundial sirvió en la Reserva Naval de los Estados Unidos y quedó fascinado con el fondo del océano, estudió la Cordillera del Atlántico Medio y propuso que se agregara roca fundida caliente a la corteza en la cresta y expandiera el fondo marino hacia afuera. Esta teoría se conocería como expansión del fondo marino . Dado que la circunferencia de la Tierra no ha cambiado con el tiempo geológico, Hess concluyó que el fondo marino más antiguo debe consumirse en otro lugar y sugirió que este proceso tiene lugar en fosas oceánicas , donde la corteza se fundiría y reciclaría en el manto de la Tierra . [71]

En 1964, George Plafker investigó el terremoto del Viernes Santo en Alaska . Concluyó que la causa del terremoto fue una reacción de mega empuje en la Fosa de las Aleutianas , como resultado de la superposición de la corteza continental de Alaska con la corteza oceánica del Pacífico. Esto significaba que la corteza del Pacífico estaba siendo empujada hacia abajo, o subducida , debajo de la corteza de Alaska. El concepto de subducción jugaría un papel en el desarrollo de la teoría de la tectónica de placas . [72]

Primeros testimonios geológicos de la fecha palabras "canal parcial" a 1970, [73] En Inglés ordinaria de canal parcial , o que subduce (del latín subducere , “para dirigir lejos”) [74] son verbos transitivos que requieren un sujeto para realizar una acción en un objeto que no es él mismo, aquí la placa inferior, que luego ha sido subducida (“removida”). El término geológico es "consumido", lo que ocurre en el momento geológico en que la placa inferior se desliza hacia abajo, aunque puede persistir por algún tiempo hasta su refundición y disipación. En este modelo conceptual, la placa se está agotando continuamente. [75]La identidad del sujeto, el consumidor o el agente de consumo no se indica. Algunas fuentes aceptan esta construcción sujeto-objeto.

La geología hace que se subduzca en un verbo intransitivo y un verbo reflexivo . La propia placa inferior es el tema. Subduce, en el sentido de retroceso, o se quita a sí mismo, y mientras lo hace, es la "placa de subducción". Además, la palabra losa se adjunta específicamente a la "placa de subducción", aunque en inglés la placa superior es igual de losa. [76] La placa superior se deja colgando, por así decirlo. Para expresarlo, la geología debe cambiar a un verbo diferente, por lo general anular . La placa superior, el sujeto, realiza la acción de anular el objeto, la placa inferior, que se anula. [77]

Importancia

Las zonas de subducción son importantes por varias razones:

  • Física de la zona de subducción: el hundimiento de la litosfera oceánica (sedimentos, corteza, manto), por el contraste de densidad entre la litosfera fría y vieja y la cuña del manto astenosférico caliente, es la fuerza más fuerte (pero no la única) necesaria para impulsar la placa movimiento y es el modo dominante de convección del manto .
  • Química de la zona de subducción: los sedimentos subducidos y la corteza se deshidratan y liberan fluidos ricos en agua ( acuosos ) en el manto suprayacente, lo que provoca la fusión del manto y el fraccionamiento de elementos entre la superficie y los depósitos del manto profundo, lo que produce arcos de islas y corteza continental . Los fluidos calientes en las zonas de subducción también alteran las composiciones minerales de los sedimentos en subducción y potencialmente la habitabilidad de los sedimentos para los microorganismos. [78]
  • Las zonas de subducción arrastran los sedimentos oceánicos subducidos, la corteza oceánica y la litosfera del manto que interactúan con el manto astenosférico caliente de la placa superior para producir derretimientos de series calco-alcalinas , depósitos de mineral y corteza continental.
  • Las zonas de subducción representan amenazas importantes para la vida, la propiedad, la vitalidad económica, los recursos culturales y naturales y la calidad de vida. Las tremendas magnitudes de los terremotos o las erupciones volcánicas también pueden tener efectos colaterales con un impacto global. [79]

Las zonas de subducción también se han considerado como posibles sitios de disposición de desechos nucleares en los que la acción de la subducción en sí misma llevaría el material al manto planetario , lejos de cualquier posible influencia sobre la humanidad o el medio ambiente de la superficie. Sin embargo, ese método de eliminación está actualmente prohibido por un acuerdo internacional. [80] [81] [82] [83] Además, las zonas de subducción de placas están asociadas con terremotos de gran magnitud , lo que hace que los efectos del uso de cualquier sitio específico para la eliminación sean impredecibles y posiblemente adversos para la seguridad de la eliminación a largo plazo. [81]

Ver también

  • Simulación de compactación
  • Límite divergente  : característica lineal que existe entre dos placas tectónicas que se alejan una de la otra.
  • Subducción doble divergente  : proceso tectónico en el que dos zonas de subducción paralelas con diferentes direcciones se desarrollan en la misma placa oceánica
  • Lista de interacciones de placas tectónicas  : definiciones y ejemplos de las interacciones entre las secciones relativamente móviles de la litosfera
  • Obducción  : empuje excesivo de la litosfera oceánica hacia la litosfera continental en un límite de placa convergente.
  • Cinturones metamórficos emparejados  : conjuntos de unidades de rocas lineales yuxtapuestas que muestran conjuntos de minerales metamórficos contrastantes
  • Anillo de fuego  : región alrededor del borde del Océano Pacífico donde ocurren muchas erupciones volcánicas y terremotos.
  • Ventana de losa  : espacio que se forma en una placa oceánica subducida cuando una cresta oceánica se encuentra con una zona de subducción y la cresta se subduce
  • Ciclo de Wilson  - Modelo geofísico de apertura y cierre de fisuras

Referencias

  1. ^ Stern, Robert J. (2002), "Zonas de subducción", Reseñas de geofísica , 40 (4): 1012, Bibcode : 2002RvGeo..40.1012S , doi : 10.1029 / 2001RG000108
  2. ^ Defant, MJ (1998). Viaje de descubrimiento: del Big Bang a la Edad del Hielo . Mancorp. pag. 325. ISBN 978-0-931541-61-2.
  3. ^ Stern , 2002 , p. 3.
  4. ↑ a b c Stern, 2002 .
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Lectura adicional

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enlaces externos

  • La base de datos de iniciación de zonas de subducción : los últimos conocimientos sobre la formación de zonas de subducción
  • Animación de una zona de subducción.
  • From the Seafloor to the Volcano's Top Video sobre el trabajo del Centro Colaborativo de Investigación (SFB) 574 Volátiles y Fluidos en Zonas de Subducción en Chile por GEOMAR I Helmholtz Center for Ocean Research Kiel.
  • Conceptos básicos de la tectónica de placas 1 - Creación y destrucción de la litosfera oceánica , Universidad de Texas en Dallas (~ 9 minutos de duración).
  • Atlas of the Underworld : mapeo de placas subducidas en el manto de la Tierra y su interpretación geológica
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