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Para una cobertura más amplia de este tema, consulte Cordillera submarina .
Sección transversal de la dorsal oceánica (vista en corte)

Una dorsal oceánica ( MOR ) es un sistema montañoso del fondo marino formado por placas tectónicas . Por lo general, tiene una profundidad de ~ 2.600 metros (8.500 pies) y se eleva unos dos kilómetros por encima de la parte más profunda de una cuenca oceánica . Esta característica es donde se produce la expansión del lecho marino a lo largo de un límite de placa divergente . La tasa de expansión del lecho marino determina la morfología de la cresta de la dorsal oceánica y su ancho en una cuenca oceánica. La producción de nuevos fondos marinos y litosfera oceánica es el resultado de la surgencia del manto en respuesta a la separación de las placas. El derretimiento se eleva como magmaen la debilidad lineal entre las placas de separación, y emerge como lava , creando una nueva corteza oceánica y litosfera al enfriarse. La primera cresta oceánica descubierta fue la cordillera del Atlántico medio , que es un centro de expansión que divide las cuencas del Atlántico norte y sur; de ahí el origen del nombre de "cordillera en medio del océano". La mayoría de los centros de expansión oceánica no se encuentran en el medio de su base oceánica de alojamiento, pero independientemente, tradicionalmente se les llama dorsales oceánicas. Las dorsales oceánicas de todo el mundo están unidas por límites de placas tectónicas y el rastro de las dorsales en el fondo del océano parece similar a la costura de una pelota de béisbol.. El sistema de cordilleras oceánicas es, por tanto, la cadena montañosa más larga de la Tierra, alcanzando unos 65.000 km (40.000 millas).

Sistema global [ editar ]

Distribución mundial de las dorsales oceánicas

Las dorsales oceánicas del mundo están conectados y forman el Ocean Ridge, un único sistema de dorsales oceánicas global que es parte de cada océano , lo que es la más larga cadena de montañas en el mundo. La cadena montañosa continua tiene 65.000 km (40.400 millas) de largo (varias veces más que los Andes , la cadena montañosa continental más larga), y la longitud total del sistema de cordilleras oceánicas es de 80.000 km (49.700 millas) de largo. [1]

Descripción [ editar ]

Mapa de Marie Tharp y Bruce Heezen , pintado por Heinrich C. Berann (1977), que muestra el relieve de los fondos oceánicos con el sistema de dorsales oceánicas
Una cresta en medio del océano, con magma que se eleva desde una cámara debajo, formando una nueva litosfera oceánica que se extiende desde la cresta.
Zona de la grieta en el Parque Nacional Þingvellir , Islandia. La isla es una parte subaérea de la Cordillera del Atlántico Medio.

Morfología [ editar ]

Ver también: Expansión del lecho marino § Topografía global del lecho marino: modelos de enfriamiento y Profundidad del lecho marino en función de la edad

En el centro de expansión de una dorsal oceánica, la profundidad del lecho marino es de aproximadamente 2.600 metros (8.500 pies). [2] [3] En los flancos de la cresta, la profundidad del lecho marino (o la altura de una ubicación en una cresta oceánica sobre un nivel de base) se correlaciona con su edad (edad de la litosfera donde se mide la profundidad) . La relación profundidad-edad puede modelarse mediante el enfriamiento de una placa litosfera [4] [5] o el medio espacio del manto. [6] Una buena aproximación es que la profundidad del fondo marino en una ubicación en una cresta oceánica que se extiende es proporcional a la raíz cuadrada de la edad del fondo marino. [6] La forma general de las crestas resulta de Isostacia de Pratt : cerca del eje de la cresta, hay un manto caliente de baja densidad que sostiene la corteza oceánica. A medida que la placa oceánica se enfría, alejándose del eje de la cresta, la litosfera del manto oceánico (la parte más fría y densa del manto que, junto con la corteza, comprende las placas oceánicas) se espesa y la densidad aumenta. Por lo tanto, el lecho marino más antiguo está sustentado por un material más denso y es más profundo. [4] [5]

La tasa de propagación es la tasa a la que se ensancha una cuenca oceánica debido a la expansión del lecho marino. Las tasas se pueden calcular mediante el mapeo de anomalías magnéticas marinas que abarcan las dorsales oceánicas. A medida que el basalto cristalizado extruido en el eje de una cresta se enfría por debajo de los puntos Curie de los óxidos de hierro y titanio apropiados, las direcciones del campo magnético paralelas al campo magnético de la Tierra se registran en esos óxidos. Las orientaciones del campo conservadas en la corteza oceánica comprenden un registro de direcciones del campo magnético de la Tierra con el tiempo. Debido a que el campo ha invertido direcciones a intervalos conocidos a lo largo de su historia, el patrón de inversiones geomagnéticasen la corteza oceánica se puede utilizar como indicador de la edad; Dada la edad de la corteza y la distancia desde el eje de la cresta, se pueden calcular las tasas de dispersión. [2] [3] [7] [8]

Las tasas de esparcimiento varían de aproximadamente 10 a 200 mm / año. [2] [3] Las crestas de extensión lenta, como la cordillera del Atlántico medio, se han extendido mucho menos lejos (mostrando un perfil más empinado) que las crestas más rápidas, como la elevación del Pacífico oriental (perfil suave) durante la misma cantidad de tiempo y enfriamiento y consiguiente profundización batimétrica. [2] Las crestas de extensión lenta (menos de 40 mm / año) generalmente tienen grandes valles de ruptura , a veces tan anchos como 10-20 km (6.2-12.4 millas), y terreno muy accidentado en la cresta de la cresta que puede tener un relieve de hasta a 1.000 m (3.300 pies). [2] [3] [9] [10]Por el contrario, las crestas de rápida propagación (mayores de 90 mm / año) como el East Pacific Rise carecen de valles de rift. La tasa de expansión del Océano Atlántico Norte es de ~ 25 mm / año, mientras que en la región del Pacífico es de 80-145 mm / año. [11] La tasa más alta conocida es de más de 200 mm / año en el Mioceno en el East Pacific Rise. [12] Las crestas que se extienden a velocidades <20 mm / año se conocen como crestas de extensión ultralentas [3] [13] (por ejemplo, la cresta Gakkel en el Océano Ártico y la cresta del suroeste de la India ).

El centro o eje de expansión se conecta comúnmente a una falla de transformación orientada en ángulo recto con el eje. Los flancos de las dorsales oceánicas están marcados en muchos lugares por las cicatrices inactivas de fallas transformantes llamadas zonas de fractura . A velocidades de dispersión más rápidas, los ejes suelen mostrar centros de dispersión superpuestos que carecen de fallas de transformación de conexión. [2] [14] La profundidad del eje cambia de manera sistemática con profundidades menores entre desplazamientos como fallas de transformación y centros de dispersión superpuestos que dividen el eje en segmentos. Una hipótesis para diferentes profundidades a lo largo del eje es variaciones en el suministro de magma al centro de expansión. [2]Las crestas de propagación ultralenta forman segmentos de crestas magmáticos y amagmáticos (actualmente carecen de actividad volcánica) sin fallas de transformación. [13]

Vulcanismo [ editar ]

Las dorsales oceánicas exhiben vulcanismo y sismicidad activos . [3] La corteza oceánica se encuentra en un estado constante de "renovación" en las dorsales oceánicas por los procesos de expansión del lecho marino y tectónica de placas. El nuevo magma emerge de manera constante en el fondo del océano y se entromete en la corteza oceánica existente en y cerca de las grietas a lo largo de los ejes de las crestas. Las rocas que forman la corteza debajo del lecho marino son más jóvenes a lo largo del eje de la cresta y envejecen al aumentar la distancia desde ese eje. Un nuevo magma de composición de basalto emerge en y cerca del eje debido a la descompresión que se derrite en el manto terrestre subyacente . [15] El isentrópicoEl material del manto sólido de afloramiento excede la temperatura del sólido y se derrite. El magma cristalizado forma una nueva corteza de basalto conocida como MORB para el basalto de la cordillera del océano medio, y gabro debajo de él en la corteza oceánica inferior . [16] El basalto de la dorsal oceánica es un basalto toleítico y tiene pocos elementos incompatibles . [17] [18] Los respiraderos hidrotermales alimentados por calor magmático y volcánico son una característica común en los centros de expansión oceánica. [19] [20] Una característica de las crestas elevadas son sus valores de flujo de calor relativamente altos, que oscilan entre 1 μcal / cm2 sa aproximadamente 10 μ cal / cm2 s. [21] (Micro calorías por centímetro cuadrado por segundo)


La mayor parte de la corteza en las cuencas oceánicas tiene menos de 200 millones de años, [22] [23] que es mucho más joven que los 4.540 millones de años de la Tierra. Este hecho refleja el proceso de reciclaje de la litosfera en el manto de la Tierra durante la subducción. A medida que la corteza oceánica y la litosfera se alejan del eje de la cresta, la peridotita en la litosfera del manto subyacente se enfría y se vuelve más rígida. La corteza y la peridotita relativamente rígida debajo de ella forman la litosfera oceánica , que se encuentra por encima de la astenosfera menos rígida y viscosa . [3]

Edad de la corteza oceánica. El rojo es el más reciente y el azul es el más antiguo.

Mecanismos de conducción [ editar ]

Más información: Tectónica de placas
La corteza oceánica se forma en una cresta oceánica, mientras que la litosfera se subduce de nuevo a la astenosfera en las trincheras.

La litosfera oceánica se forma en una cresta oceánica, mientras que la litosfera se subduce de nuevo a la astenosfera en las fosas oceánicas . Se cree que dos procesos, el empuje de la cresta y el tirón de la losa , son responsables de la propagación en las dorsales oceánicas. [24] El empuje de la cresta se refiere al deslizamiento gravitacional de la placa oceánica que se eleva por encima de la astenosfera más caliente, creando así una fuerza corporal que provoca el deslizamiento de la placa cuesta abajo. [25] En la losa, el peso de una placa tectónica que se subduce (tira) debajo de una placa superpuesta en una zona de subducción arrastra el resto de la placa detrás de ella. Se considera que el mecanismo de tracción de la losa contribuye más que el empuje de la cumbrera. [24][26]

Un proceso propuesto previamente para contribuir al movimiento de las placas y la formación de nueva corteza oceánica en las dorsales oceánicas es el "transportador del manto" debido a la convección profunda (ver imagen). [27] [28] Sin embargo, algunos estudios han demostrado que el manto superior ( astenosfera ) es demasiado plástico (flexible) para generar suficiente fricción para tirar de la placa tectónica. [29] [30] Además, el afloramiento del manto que causa la formación de magma debajo de las dorsales oceánicas parece afectar solo a sus 400 km superiores (250 millas), como se deduce de la tomografía sísmicay observaciones de la discontinuidad sísmica en el manto superior a unos 400 km (250 millas). Por otro lado, algunas de las placas tectónicas más grandes del mundo, como la placa de América del Norte y la placa de América del Sur, están en movimiento, pero solo están siendo subducidas en ubicaciones restringidas como el Arco de las Antillas Menores y el Arco de Scotia , lo que apunta a la acción de la cresta. empuje la fuerza del cuerpo sobre estas placas. El modelado por computadora de las placas y los movimientos del manto sugieren que el movimiento de las placas y la convección del manto no están conectados, y que la fuerza impulsora de la placa principal es la tracción de la losa. [31]

Impacto en el nivel del mar global [ editar ]

El aumento de las tasas de expansión del lecho marino (es decir, la tasa de expansión de la dorsal oceánica) ha provocado que el nivel del mar global ( eustático ) se eleve durante escalas de tiempo muy largas (millones de años). [32] [33] El aumento de la expansión del lecho marino significa que la dorsal oceánica se expandirá y formará una dorsal más amplia con una profundidad media reducida, ocupando más espacio en la cuenca oceánica. Esto desplaza el océano suprayacente y hace que aumente el nivel del mar. [34]

El cambio del nivel del mar se puede atribuir a otros factores ( expansión térmica , derretimiento del hielo y convección del manto que crea una topografía dinámica [35] ). Sin embargo, en escalas de tiempo muy largas, es el resultado de cambios en el volumen de las cuencas oceánicas que, a su vez, se ven afectados por las tasas de expansión del lecho marino a lo largo de las dorsales oceánicas. [36]

El alto nivel del mar que se produjo durante el período Cretácico (144–65 Ma) solo puede atribuirse a la tectónica de placas, ya que la expansión térmica y la ausencia de capas de hielo por sí mismas no pueden explicar el hecho de que los niveles del mar fueran 100-170 metros más altos que en la actualidad. . [34]

Impacto en la química del agua de mar y la deposición de carbonatos [ editar ]

Artículo principal: Química del océano
Cambios en la relación magnesio / calcio en las dorsales oceánicas

El lecho marino que se extiende sobre las dorsales oceánicas es un sistema de intercambio de iones a escala global . [37] Los respiraderos hidrotermales en los centros de expansión introducen varias cantidades de hierro , azufre , manganeso , silicio y otros elementos en el océano, algunos de los cuales se reciclan en la corteza oceánica. El helio-3 , un isótopo que acompaña al vulcanismo del manto, es emitido por respiraderos hidrotermales y puede detectarse en columnas dentro del océano. [38]

Las velocidades de propagación rápidas expandirán la cordillera en medio del océano, lo que provocará que las reacciones del basalto con el agua de mar ocurran más rápidamente. La relación magnesio / calcio será menor porque más iones de magnesio se eliminan del agua de mar y son consumidos por la roca, y más iones de calcio se eliminan de la roca y se liberan en el agua de mar. La actividad hidrotermal en la cresta de la cresta es eficiente para eliminar el magnesio. [39] Una relación Mg / Ca más baja favorece la precipitación de polimorfos de calcita de carbonato cálcico con bajo contenido de Mg ( mares de calcita ). [40] [41]

La propagación lenta en las dorsales oceánicas tiene el efecto opuesto y dará como resultado una relación Mg / Ca más alta que favorecerá la precipitación de polimorfos de aragonito y calcita con alto contenido de Mg de carbonato de calcio ( mares de aragonito ). [41]

Los experimentos muestran que la mayoría de los organismos modernos de calcita con alto contenido de Mg habrían sido calcita con bajo contenido de Mg en mares de calcita pasados, [42] lo que significa que la relación Mg / Ca en el esqueleto de un organismo varía con la relación Mg / Ca del agua de mar en la que se encontraba. crecido.

La mineralogía de los organismos formadores de arrecifes y productores de sedimentos está regulada por reacciones químicas que ocurren a lo largo de la dorsal oceánica, cuya velocidad está controlada por la velocidad de expansión del fondo marino. [39] [42]

Historia [ editar ]

Descubrimiento [ editar ]

Artículo principal: Tectónica de placas § Desarrollo de la teoría

Los primeros indicios de que una cresta divide en dos la cuenca del Océano Atlántico provienen de los resultados de la expedición británica Challenger en el siglo XIX. [43] Los sondeos de las líneas arrojadas al lecho marino fueron analizados por los oceanógrafos Matthew Fontaine Maury y Charles Wyville Thomson y revelaron una elevación prominente en el lecho marino que corría por la cuenca del Atlántico de norte a sur. Las ecosondas sonar lo confirmaron a principios del siglo XX. [44]

No fue hasta después de la Segunda Guerra Mundial , cuando se examinó el fondo del océano con más detalle, que se conoció la extensión completa de las dorsales oceánicas. El Vema , un barco del Observatorio Terrestre Lamont-Doherty de la Universidad de Columbia , atravesó el Océano Atlántico y registró datos de ecosondas en la profundidad del fondo del océano. Un equipo dirigido por Marie Tharp y Bruce Heezen llegó a la conclusión de que había una enorme cadena montañosa con un valle de ruptura en su cima, que corría por el medio del Océano Atlántico. Los científicos la llamaron la 'Cordillera del Atlántico Medio'. Otra investigación mostró que la cresta de la cresta era sísmicamente activa [45] y se encontraron lavas frescas en el valle del rift.[46] Además, el flujo de calor de la corteza fue mayor aquí que en otras partes de la cuenca del Océano Atlántico. [47]

Al principio, se pensó que la cresta era una característica específica del Océano Atlántico. Sin embargo, a medida que los estudios del fondo oceánico continuaban en todo el mundo, se descubrió que cada océano contiene partes del sistema de cordilleras oceánicas. La expedición alemana Meteor trazó la cresta oceánica desde el Atlántico Sur hasta el Océano Índico a principios del siglo XX. Aunque la primera sección descubierta del sistema de cordilleras corre por el medio del Océano Atlántico, se encontró que la mayoría de las cordilleras oceánicas están ubicadas lejos del centro de otras cuencas oceánicas. [2] [3]

Impacto del descubrimiento: expansión del lecho marino [ editar ]

Alfred Wegener propuso la teoría de la deriva continental en 1912. Afirmó: "la dorsal del Atlántico medio ... zona en la que el suelo del Atlántico, a medida que se sigue extendiendo, se abre continuamente y deja espacio para nuevos, relativamente fluidos y hot sima [ascendiendo] desde la profundidad ". [48] Sin embargo, Wegener no prosiguió con esta observación en sus trabajos posteriores y su teoría fue descartada por los geólogos porque no había ningún mecanismo para explicar cómo los continentes podían atravesar la corteza oceánica , y la teoría quedó en gran parte olvidada.

Tras el descubrimiento de la extensión mundial de la dorsal oceánica en la década de 1950, los geólogos se enfrentaron a una nueva tarea: explicar cómo se pudo haber formado una estructura geológica tan enorme. En la década de 1960, los geólogos descubrieron y comenzaron a proponer mecanismos para la expansión del fondo marino . El descubrimiento de las dorsales oceánicas y el proceso de expansión del lecho marino permitió ampliar la teoría de Wegner de modo que incluyera el movimiento de la corteza oceánica y los continentes. [49] La tectónica de placas fue una explicación adecuada para la expansión del lecho marino, y la aceptación de la tectónica de placas por la mayoría de los geólogos resultó en un cambio de paradigma importante en el pensamiento geológico.

Se estima que a lo largo de las dorsales oceánicas de la Tierra cada año se forman 2,7 km 2 (1,0 millas cuadradas) de nuevo lecho marino mediante este proceso. [50] Con un grosor de la corteza de 7 km (4,3 millas), esto equivale a aproximadamente 19 km 3 (4,6 millas cúbicas) de nueva corteza oceánica formada cada año. [50]

  • Química de la cordillera oceánica y los respiraderos de aguas profundas

  • Placas en la corteza terrestre, según la teoría de la tectónica de placas

  • Franjas magnéticas del fondo marino

  • Una demostración de bandas magnéticas

Lista de dorsales oceánicas [ editar ]

Categoría principal: Cordilleras oceánicas
  • Aden Ridge  : parte de un sistema activo de grietas oblicuas en el Golfo de Adén, entre Somalia y la Península Arábiga.
  • Cocos Ridge
  • Explorer Ridge  : cresta oceánica al oeste de Columbia Británica, Canadá
  • Centro de Extensión de Galápagos : una cresta oceánica con tendencia este-oeste al este de las islas epónimas entre las placas de Nazca y Cocos
  • Gorda Ridge  : centro de expansión tectónica frente a la costa norte de California y el sur de Oregón
  • Cordillera Juan de Fuca  : un límite de placa divergente frente a la costa de la región noroeste del Pacífico de América del Norte.
  • Cresta Sudamericana-Antártica  : cresta oceánica en el Atlántico Sur entre la Placa Sudamericana y la Placa Antártica
  • Chile Rise  : una cresta oceánica en el límite de placas divergentes tectónicas entre las placas de Nazca y la Antártica
  • East Pacific Rise  : una cresta oceánica en el límite de una placa tectónica divergente en el suelo del Océano Pacífico
  • Gakkel Ridge  : una cresta oceánica bajo el Océano Ártico entre la placa de América del Norte y la placa euroasiática (cresta del Ártico medio)
  • Cresta Pacífico-Antártica  - Límite de la placa tectónica en el Océano Pacífico Sur
  • Cordillera del Índico central  : una cordillera en medio del océano de tendencia norte-sur en el Océano Índico occidental
    • Carlsberg Ridge  : la sección norte de la cordillera de la India central entre la placa africana y la placa indoaustraliana
  • Cordillera del sudeste de la India  : una cordillera en medio del océano en el sur del Océano Índico
  • Southwest Indian Ridge  : una cresta en medio del océano en el lecho del suroeste del Océano Índico y el sureste del Océano Atlántico.
  • Cordillera del Atlántico Medio  - Límite de la placa tectónica del Océano Atlántico
    • Cordillera Kolbeinsey  : un segmento de la Cordillera del Atlántico Medio al norte de Islandia en el Océano Ártico
    • Mohns Ridge
    • Knipovich Ridge (entre Groenlandia y Spitsbergen)
    • Reykjanes Ridge (sur de Islandia)

Lista de antiguas dorsales oceánicas [ editar ]

  • Aegir Ridge  : una cordillera en medio del océano extinta en el extremo norte del Océano Atlántico.
  • Alpha Ridge  : una importante cresta volcánica bajo el Océano Ártico
  • Cresta Kula-Farallon  : una antigua cresta oceánica que existió entre las placas Kula y Farallon en el Océano Pacífico durante el período Jurásico.
  • Mid-Labrador Ridge  : una antigua cresta oceánica que existió entre las placas de América del Norte y Groenlandia en el Mar de Labrador durante el período Paleógeno.
  • Pacific-Farallon Ridge  : una cresta que se extendía durante el Cretácico tardío que separaba la placa del Pacífico al oeste y la placa de Farallón al este.
  • Pacific-Kula Ridge  : una cordillera en medio del océano entre las placas del Pacífico y Kula en el Océano Pacífico durante el período Paleógeno.
  • Phoenix Ridge

Ver también [ editar ]

  • Triángulo de Afar  : una depresión geológica causada por la unión triple de Afar
  • Geografía de Islandia
  • Lista de accidentes geográficos oceánicos
  • Química del océano
  • Corteza oceánica
  • Base de datos petrológica del fondo oceánico
  • Proyecto FAMOUS : primer estudio sumergible tripulado del valle del rift de Mid-Atlantic Ridge
  • Proyecto RISE : descubrimiento de sistemas hidrotermales para fumadores negros en el Pacífico Oriental Rise
  • Ventana de losa  : un espacio que se forma en una placa oceánica subducida cuando una cresta en medio del océano se encuentra con una zona de subducción y la cresta está subducida.
  • Volcán  submarino: respiraderos submarinos o fisuras en la superficie de la Tierra desde las que puede hacer erupción el magma.
  • Hipótesis de Vine-Matthews-Morely ; explica la relación de las anomalías magnéticas marinas con la expansión del fondo marino.

Referencias [ editar ]

  1. ^ "¿Cuál es la cadena montañosa más larga de la tierra?" . Hechos del océano . NOAA . Consultado el 17 de octubre de 2014 .
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Enlaces externos [ editar ]

  • Una explicación de las fuerzas tectónicas relevantes.
  • Cresta oceánica, como costura de béisbol (The Dynamic Earth, USGS)
  • Ridge2000, estudio de las crestas oceánicas desde el manto hasta el microbio