MADRID, 13 Jun. (EUROPA PRESS) -
Regiones aparentemente estables de las placas continentales de la Tierra, llamadas cratones estables, han sufrido deformaciones repetitivas bajo su corteza desde su formación en el pasado remoto.
Esta hipótesis, resultado de una nueva investigación de la Universidad de Illinois Urbana-Champaign, desafía décadas de teoría de la tectónica de placas convencional e intenta responder por qué la mayoría de los cratones se han mantenido estructuralmente estables mientras que sus partes inferiores han experimentado cambios significativos.
En un estudio dirigido por el profesor de geología de Illinois Lijun Liu, los investigadores utilizaron datos de densidad recopilados previamente de las capas rígidas superiores de la corteza y el manto de la Tierra, conocidas como litosfera, para examinar la relación entre la topografía de la superficie del cratón y el grosor de su capa de litosfera subyacente.
Los resultados del estudio se publican en la revista Nature Geosciences.
La falta de deformación dentro de los cratones desde su formación los convierte en las unidades tectónicas más longevas de la Tierra, sobreviviendo a ciclos de supercontinentes como la formación y ruptura del supercontinente Pangea, así como al supercontinente Rodina, menos conocido y más antiguo, informa el estudio.
"En general, se acepta que los cratones están protegidos por las gruesas raíces del manto subyacente, o quillas, que se cree que son flotantes y fuertes y, por lo tanto, estables con el tiempo", dijo Lui en un comunicado.
Varios artículos recientes del grupo de investigación de Liu desafían directamente esta sabiduría al mostrar que estas quillas del manto son en realidad bastante densas.
En un estudio de 2022, el equipo demostró que la visión tradicional de las quillas de cratones flotantes implica que la mayoría de los cratones de la Tierra estarían a unos 3 kilómetros sobre la superficie del mar, mientras que en realidad su elevación es de solo unos 100 metros. Esto requiere que el manto litosférico debajo de la corteza tenga una densidad lo suficientemente alta como para empujar la superficie hacia abajo unos 2 kilómetros, dijo Liu.
En otro estudio, el equipo usó mediciones del campo de gravedad para identificar la estructura de densidad de las quillas de los cratones para encontrar que la parte inferior de la quilla del manto es probablemente donde reside el material de alta densidad, lo que implica un perfil de densidad que aumenta en profundidad debajo de los cratones.
En el nuevo artículo, el equipo muestra que la parte inferior de la quilla del manto que tiene una alta densidad y tiende a desprenderse repetidamente de la litosfera superior cuando los afloramientos del manto, llamados penachos, inician la ruptura del supercontinente. Las quillas desprendidas o deslaminadas podrían regresar a la base de la litosfera después de calentarse dentro del manto caliente.
"Todo el proceso es como lo que sucede en una lámpara de lava, donde el material frío cerca de la superficie se hunde y el material cálido cerca del fondo sube", dijo Liu.
Esta historia de deformación se expresa en algunas de las propiedades geofísicas más desconcertantes observadas en la litosfera, informa el estudio.
"Por ejemplo, la deformación vertical repetitiva de la mitad inferior de la quilla del manto permite que las ondas sísmicas que hacen vibrar la roca verticalmente viajen más rápido, en comparación con la mitad superior de la quilla, que experimentó menos deformación vertical", dijo Liu.
El equipo también determinó que la delaminación del manto hará que la superficie del cratón se eleve, lo que provocará erosión.
"Esto se refleja en la fuerte dependencia del grosor de la corteza con respecto al grosor de la litosfera, una observación nunca realizada antes de este estudio", dijo Liu. "En particular, hay dos grandes eventos de levantamiento y erosión en el pasado, cuando los supercontinentes Rodinia y Pangea se separaron, el primero causó lo que se conoce como la Gran Discordancia: una característica en el registro de rocas de la Tierra no muestra evidencia de nueva deposición, solo erosión profunda del cratón. Esta es la razón por la que hoy vemos piezas de la antigua corteza inferior expuestas en la superficie del cratón".
Con la ayuda de simulaciones numéricas, el equipo dijo que este estilo de deformación episódica de las quillas inferiores del cratón es la forma en que las cortezas del cratón sobrevivieron a la larga historia geológica.
"Creemos que este nuevo estilo de vida hipotético de los cratones cambiará significativamente la visión de las personas sobre cómo evolucionan los continentes y cómo operan las placas tectónicas en la Tierra", dijo Liu.
