De Wikipedia, la enciclopedia libre
Saltar a navegación Saltar a búsqueda

El empuje de la cresta (también conocido como deslizamiento gravitacional ) o la fuerza de la placa deslizante es una fuerza impulsora propuesta para el movimiento de las placas en la tectónica de placas que se produce en las dorsales oceánicas como resultado del deslizamiento de la litosfera rígida por la astenosfera elevada y caliente por debajo de las dorsales oceánicas. . Aunque se llama empuje de cresta, el término es algo engañoso; En realidad, es una fuerza corporal que actúa a lo largo de una placa oceánica, no solo en la cresta, como resultado de la atracción gravitacional.. El nombre proviene de modelos anteriores de tectónica de placas en los que el empuje de la cresta se atribuía principalmente al magma emergente en las dorsales oceánicas que empujaban o separaban las placas.

Mecánica [ editar ]

Esta imagen muestra una cresta oceánica en sección transversal. El material más cercano a la cresta (menos de 90 millones de años) experimenta gravedad y una fuerza normal en ángulo, lo que resulta en una fuerza neta hacia abajo y hacia afuera de la cresta. El material de más de 90 millones de años experimenta gravedad y una fuerza normal igual pero directamente opuesta, sin producir empuje de cresta.
Diagrama de una cresta oceánica que muestra el empuje de la cresta cerca de la cresta oceánica y la falta de empuje de la cresta después de 90 Ma

El empuje de la cresta es el resultado de las fuerzas gravitacionales que actúan sobre la litosfera oceánica joven y elevada alrededor de las dorsales oceánicas , lo que hace que se deslice por la astenosfera igualmente elevada pero más débil y empuje el material litosférico más lejos de las crestas. [1]

Las dorsales oceánicas son largas cadenas montañosas submarinas que se producen en los límites de las placas divergentes en el océano, donde se forma una nueva corteza oceánica por material del manto ascendente como resultado de la expansión de las placas tectónicas y el deshielo por descompresión relativamente poco profundo (por encima de ~ 60 km) . [1] El manto emergente y la corteza fresca son más calientes y menos densos que la corteza y el manto circundantes, pero se enfrían y se contraen con la edad hasta alcanzar el equilibrio con la corteza más vieja alrededor de los 90 Ma. [1] [2] [3] Esto produce una isostáticarespuesta que hace que las regiones jóvenes más cercanas al límite de la placa se eleven por encima de las regiones más antiguas y se hundan gradualmente con la edad, produciendo la morfología de la dorsal oceánica. [1] El mayor calor en la cresta también debilita la roca más cercana a la superficie, elevando el límite entre la litosfera frágil y la astenosfera dúctil más débil para crear una característica similar elevada e inclinada debajo de la cresta. [3]

Estas características elevadas producen empuje en la cresta; la gravedad que empuja hacia abajo la litosfera en la cresta oceánica se opone principalmente a la fuerza normal de la roca subyacente, pero el resto actúa para empujar la litosfera hacia abajo por la astenosfera inclinada y alejándola de la cresta. [1] [3] Debido a que la astenosfera es débil, el empuje de la cresta y otras fuerzas impulsoras son suficientes para deformarla y permitir que la litosfera se deslice sobre ella, opuesta por el arrastre en el límite de la litosfera-astenosfera y la resistencia a la subducción en los límites de las placas convergentes . [3]El empuje de la cresta es principalmente activo en la litosfera menor de 90 Ma, después de lo cual se ha enfriado lo suficiente como para alcanzar el equilibrio térmico con material más antiguo y la pendiente del límite de la litosfera-astenosfera se vuelve efectivamente cero. [2]

Historia [ editar ]

Ideas tempranas (1912-1962) [ editar ]

A pesar de su estatus actual como una de las fuerzas impulsoras de la tectónica de placas , el empuje de la cresta no se incluyó en ninguna de las propuestas de deriva continental de Alfred Wegener de 1912-1930 , que se produjeron antes del descubrimiento de las dorsales oceánicas y carecían de mecanismos concretos por los cuales el proceso podría haber ocurrido. [4] [5] [6] Incluso después del desarrollo del sondeo de profundidad acústica y el descubrimiento de las dorsales oceánicas globales en la década de 1930, la idea de una fuerza expansiva actuando en las dorsales no se mencionó en la literatura científica hasta la propuesta de Harry Hess. de la expansión del lecho marinoen 1960, que incluyó una fuerza de empuje en las dorsales oceánicas como resultado de la afluencia de magma que separó la litosfera . [4] [7] [8] [9]

Modelos gravitacionales [ editar ]

En 1964 y 1965, Egon Orowan propuso el primer mecanismo gravitacional para propagarse en las dorsales oceánicas, postulando que la propagación puede derivarse de los principios de la isostasia . En la propuesta de Orowan, la presión dentro e inmediatamente debajo de la cresta elevada es mayor que la presión en la corteza oceánica a ambos lados debido al mayor peso de la roca suprayacente, lo que aleja el material de la cresta, mientras que la menor densidad del material de la cresta en relación con la corteza circundante compensaría gradualmente el mayor volumen de roca hasta la profundidad de compensación isostática . [10] [11] Lliboutry propuso modelos similares en 1969, Parsons y Richer en 1980 y otros.[11] En 1969, Hales propuso un modelo en el que la litosfera elevada de las dorsales oceánicas se deslizaba por la cresta elevada, y en 1970 Jacoby propuso que el material menos denso y la isostasia de las propuestas de Orowan y otros produjeron un levantamiento que resultó en deslizamiento similar a la propuesta de Hales. [11] El término "fuerza de empuje de la cresta" fue acuñado por Forsyth y Uyeda en 1975. [11] [12]

Importancia [ editar ]

Los primeros modelos de tectónica de placas , como el modelo de extensión del lecho marino de Harry Hess , asumían que los movimientos de las placas y la actividad de las dorsales oceánicas y las zonas de subducción eran principalmente el resultado de corrientes de convección en el manto que se arrastraban sobre la corteza y suministraban agua fresca y caliente. magma en las dorsales oceánicas . [4] [7] Otros desarrollos de la teoría sugirieron que alguna forma de empuje de la cresta ayudó a complementar la convección para mantener las placas en movimiento, pero en la década de 1990, los cálculos indicaron que la tracción de la losa , la fuerza que una subducciónLa sección de la placa ejerce sobre la corteza adherida en la superficie, fue un orden de magnitud más fuerte que el empuje de la cresta. [1] [4] [6] [10] [11] [12] A partir de 1996, la tracción de losa se consideraba generalmente el mecanismo dominante que impulsa la tectónica de placas. [4] [6] [12] La investigación moderna, sin embargo, indica que los efectos del tirón de la losa son en su mayoría anulados por las fuerzas de resistencia en el manto, limitándolo a solo 2-3 veces la fuerza efectiva de las fuerzas de empuje de la cumbrera en la mayoría de las placas, y esa convección del manto es probablemente demasiado lenta para que el arrastre entre la litosfera y la astenosfera explique el movimiento observado de las placas. [1] [4][13] Esto restaura el empuje de la cresta como uno de los factores dominantes en el movimiento de la placa.

Fuerzas opuestas [ editar ]

El empuje de la cresta se opone principalmente al arrastre de las placas, que es la fuerza de arrastre de la litosfera rígida que se mueve sobre la astenosfera más débil y dúctil . [3] [14] Los modelos estiman que el empuje de la cresta probablemente sea suficiente para superar el arrastre de la placa y mantener el movimiento de la placa en la mayoría de las áreas. [14] [15] La tracción de la losa se opone de manera similar a la resistencia a la subducción de la litosfera en el manto en los límites de las placas convergentes . [3] [14]

Cualificaciones notables [ editar ]

La investigación de Rezene Mahatsente indica que las tensiones de conducción causadas por el empuje de la cresta se disiparían por fallas y terremotos en el material de la placa que contiene grandes cantidades de agua no ligada, pero concluyen que el empuje de la cresta sigue siendo una fuerza impulsora significativa en las placas existentes debido a la rareza de terremotos intraplaca en el océano. [15]

En placas con losas de subducción particularmente pequeñas o jóvenes, el empuje de la cresta puede ser la fuerza impulsora predominante en el movimiento de la placa. [13] [14] Según Stefanick y Jurdy, la fuerza de empuje de la cresta que actúa sobre la placa de América del Sur es aproximadamente 5 veces la fuerza de tracción de la losa que actúa en sus márgenes de subducción debido al pequeño tamaño de las losas de subducción en los márgenes de Scotia y el Caribe. . [14] La placa de Nazca también experimenta un tirón de losa relativamente pequeño, aproximadamente igual al empuje de la cresta, porque el material de la placa es joven (no más de 50 millones de años) y por lo tanto menos denso, con menos tendencia a hundirse en el manto. [13] Esto también hace que la losa de Nazca en subducción experimentesubducción de losa plana , uno de los pocos lugares en el mundo donde esto ocurre actualmente. [dieciséis]

Referencias [ editar ]

  1. ^ a b c d e f g Turcotte, DL; Schubert, G. (2002). "Placas tectónicas". Geodinámica (2 ed.). Prensa de la Universidad de Cambridge . págs. 1–21. ISBN 0-521-66186-2.
  2. ^ a b Meijer, PT; Wortel, MJR; Zoback, Mary Lou (1992). "La dinámica del movimiento de la placa sudamericana". Revista de Investigación Geofísica: Tierra sólida . 97 (B8): 11915-11931. Código bibliográfico : 1992JGR .... 9711915M . doi : 10.1029 / 91JB01123 .
  3. ↑ a b c d e f DiVenere, Vic (21 de mayo de 2017). "Fuerzas impulsoras de movimientos de placas" . Universidad de Columbia, Ciencias de la Tierra y el Espacio . Consultado el 7 de abril de 2018 .
  4. ↑ a b c d e f Earle, Steven (2016). "Tectónica de placas" . Geología física . Plataforma de publicación independiente CreateSpace. ISBN 9781537068824.
  5. ↑ Hughes, Patrick (15 de agosto de 2007). "Wegener, Alfred Lothar (1880-1930)". Enciclopedia científica de Van Nostrand . Hoboken, Nueva Jersey, EE.UU .: John Wiley & Sons, Inc. doi : 10.1002 / 0471743984.vse9783 . ISBN 978-0471743989.
  6. ^ a b c Kious, W. Jacquelyne; Tilling, Robert (1996). Esta Tierra dinámica: la historia de la tectónica de placas . Washington, DC: Imprenta del Gobierno de los Estados Unidos. ISBN 0-16-048220-8.
  7. ^ a b Hess, HH Estudios petrológicos . Estados Unidos: Sociedad Geológica de América. págs. 599–620. doi : 10.1130 / petrologic.1962.599 . ISBN 0813770165.
  8. ^ "Harry Hess 1906-1969" . PBS . 1998 . Consultado el 28 de abril de 2018 .
  9. ^ "Hess propone la extensión del suelo marino 1960" . PBS . 1998 . Consultado el 28 de abril de 2018 .
  10. ↑ a b Orowan, E. (20 de noviembre de 1964). "Deriva continental y el origen de las montañas: fluencia caliente y fractura por fluencia son factores cruciales en la formación de continentes y montañas". Ciencia . 146 (3647): 1003–1010. doi : 10.1126 / science.146.3647.1003 . ISSN 0036-8075 . PMID 17832393 .  
  11. ↑ a b c d e Bott, MHP (1991). "Empuje de cresta y tensión interior de placa asociada en regiones normales y de puntos calientes". Tectonofísica . 200 (1-3): 17-32. Código Bibliográfico : 1991Tectp.200 ... 17B . doi : 10.1016 / 0040-1951 (91) 90003-b .
  12. ^ a b c Forsyth, Donald; Uyeda, Seiya (1 de octubre de 1975). "Sobre la importancia relativa de las fuerzas impulsoras del movimiento de las placas" . Revista Geofísica Internacional . 43 (1): 163–200. Código Bibliográfico : 1975GeoJ ... 43..163F . doi : 10.1111 / j.1365-246x.1975.tb00631.x . ISSN 0956-540X . 
  13. ^ a b c Richardson, RM; Cox, BL (1984). "Evolución de la litosfera oceánica: un estudio de la fuerza motriz de la placa de Nazca". Revista de Investigación Geofísica: Tierra sólida . 89 (B12): 10043–10052. Código bibliográfico : 1984JGR .... 8910043R . doi : 10.1029 / JB089iB12p10043 .
  14. ^ a b c d e Stefanick, M; Jurdy, DM (1992). "Observaciones de estrés y modelos de fuerza impulsora para la Placa Sudamericana". Revista de Investigación Geofísica: Tierra sólida . 97 (B8): 11905-11913. Código bibliográfico : 1992JGR .... 9711905S . doi : 10.1029 / 91JB01798 .
  15. ↑ a b Mahatsente, R (2017). "Modelos globales de fuerza de empuje de cresta, geoide y resistencia litosférica de placas oceánicas". Geofísica pura y aplicada . 174 (12): 4395–4406. Código bibliográfico : 2017PApGe.174.4395M . doi : 10.1007 / s00024-017-1647-2 . S2CID 135176611 . 
  16. ^ Gutscher, MA; Spakman, W .; Bijwaard, H .; Engdalh, ER (2000). "Geodinámica de subducción plana: sismicidad y limitaciones tomográficas del margen andino" . Tectónica . 19 (5): 814–833. Código Bibliográfico : 2000Tecto..19..814G . doi : 10.1029 / 1999TC001152 .