En geología y geofísica , el hundimiento térmico es un mecanismo de hundimiento en el que el enfriamiento conductivo del manto engrosa la litosfera y hace que disminuya en elevación. Esto se debe a la contracción térmica : a medida que el material del manto se enfría y se convierte en parte de la litosfera mecánicamente rígida, se vuelve más denso que el material circundante. El material adicional agregado a la litosfera la hace más gruesa y provoca una disminución drástica en la elevación de la litosfera. Esto crea un espacio de alojamiento en el que se pueden depositar los sedimentos, formando una cuenca sedimentaria .
Causas
El hundimiento térmico puede ocurrir en cualquier lugar donde exista un diferencial de temperatura entre una sección de la litosfera y sus alrededores. Hay una variedad de factores contribuyentes que pueden iniciar el hundimiento térmico o afectar el proceso a medida que avanza. [1]
Delaminación
Dado que los procesos endógenos y exógenos provocan la denudación de la superficie terrestre, las secciones más bajas y más cálidas de la litosfera están expuestas a diferencias relativas de peso y densidad. Esta diferencia relativa crea flotabilidad . El levantamiento isostático puede exponer aún más la litosfera al enfriamiento conductivo, provocando un fenómeno de "subida y bajada" a medida que las capas de roca más cálidas y menos densas se empujan o se elevan y luego se enfrían, lo que hace que se contraiga y se hunda. [2]
Conducción
Las condiciones para crear un hundimiento térmico pueden iniciarse mediante diversas formas de levantamiento y denudación, pero el proceso real de hundimiento térmico se rige por la pérdida de calor a través de la conducción térmica . El contacto con la roca circundante o la superficie hace que el calor se filtre fuera de una sección de la litosfera. A medida que la litosfera se enfría, hace que la roca se contraiga. [3]
Isostasia
Cuando la conducción hace que una sección de la litosfera se contraiga y aumente su densidad, no agrega masa directamente a la roca. En cambio, hace que el volumen disminuya, aumentando la masa de la sección para un área determinada. La litosfera es isostática con el manto ; su peso se sustenta en la densidad relativa de la roca circundante. Cuando una sección se enfría y su densidad aumenta, se hunde, lo que hace que la elevación relativa disminuya. Esto puede crear una cuenca en la que se depositan sedimentos, lo que agrega peso sobre la sección que se hunde de la litosfera y aumenta la masa total de la sección por unidad de área, lo que hace que se hunda aún más. [4]
Efectos
El hundimiento térmico puede tener un efecto en la formación de islas. La elevación isostática se puede equilibrar con el hundimiento térmico en respuesta a la erosión en islas sin barrera de arrecifes , que se hunden solo cuando se someten a la erosión de las olas . Sin embargo, las islas volcánicas y los montes submarinos con barrera de arrecifes están protegidos de la erosión de las olas y los arroyos y, por lo tanto, se elimina la elevación isostática compensatoria, lo que hace que disminuyan y creen un atolón . [5]
Metamorfismo
El hundimiento térmico puede conducir al metamorfismo en las rocas. La conducción de calor fuera de una sección de la litosfera hace que la roca se espese y se aísle más al calor que fluye desde el manto; a medida que esta sección más gruesa está enterrada por la columna descendente de la litosfera, desciende a las capas de roca circundantes con un gradiente geotérmico relativo más alto . Este gradiente puede causar metamorfismo en las rocas, como se ve en Australia Meridional. [6]
Eustasía
Eustasy se refiere a un cambio en el nivel relativo del mar. Puede tener efectos sobre el hundimiento térmico durante la formación de accidentes geológicos como cadenas montañosas . El nivel del mar a menudo cambia en respuesta a la formación de glaciares en la tierra; el peso de estos glaciares o la ausencia de los mismos puede influir en la tasa general de hundimiento térmico. [7]
Formación de petróleo
A medida que la litosfera se enfría y disminuye, se puede formar una cuenca sedimentaria sobre la masa que se hunde. Las características de los sedimentos del sótano pueden producir condiciones propicias para la conversión de kerógeno en petróleo . El gigantesco campo petrolífero de Wilmington en la cuenca de Los Ángeles se formó como resultado de este proceso. [8]
Referencias
- ^ Bradley, Dwight. "Subsidencia en las cuencas del Paleozoico tardío en el norte de los Apalaches". Tectónica, vol. 1, número 1, pág. 107-123. Febrero de 1982.
- ^ Avigad, Dov, Zohar Gvirtzman. "Auge y caída del Neoproterozoico tardío del escudo árabe-nubio del norte: el papel de la delaminación del manto litosférico y el subsiguiente hundimiento térmico". Tectonofísica, vol 477, números 3-4, p. 217-228. Noviembre de 2009.
- ^ Watts, AB "Isostasia y flexión de la litosfera". Departamento de Ciencias de la Tierra, Universidad de Oxford, Cambridge Free Press 2001.
- ^ Watts, AB "Isostasia y flexión de la litosfera". Departamento de Ciencias de la Tierra, Universidad de Oxford, Cambridge Free Press 2001.
- ^ Menard, HW "Insular Erosion, Isostasy, and Subsidence". Revista de ciencia, vol. 220, pág. 914-918. Mayo de 1983.
- ^ Sandiford, Mike, Martin Hand, Sandra McLaren. "Metamorfismo de alto gradiente geotérmico durante el hundimiento térmico". Earth and Planetary Science Letters, volumen 163, números 1-4, p. 149-165, noviembre de 1998.
- ↑ Bond, Gerard, Michelle Kominz, William Devlin. "Subsidencia térmica y eustasia en la miogeoclina del Paleozoico Inferior del oeste de América del Norte". Nature 306, 773-779. Diciembre de 1983.
- ^ Turcotte, DL, DC McAdoo. “Subsidencia térmica y generación de petróleo en el bloque suroeste de la cuenca de Los Ángeles, California”. Revista de Investigación Geofísica, vol. 84, número B7, pág. 3460-3464. Julio de 1979.
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