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Las altas cadenas montañosas, como los Andes, se forman cerca de las zonas de subducción en las que una placa se sitúa debajo de otra. La erosión de las montañas y la subducción del fondo marino podrían ser elementos de un mecanismo autorregulador que modula la velocidad del movimiento continental. Foto: Nicolas Prieto en Unsplash.
Un nuevo estudio realizado por la Universidad de Texas en Austin ha demostrado un posible vínculo entre la vida en la Tierra y el movimiento de los continentes. Los resultados se publican en la revista Earth and Planetary Science Letters.
Los hallazgos muestran que el sedimento, que a menudo se compone de trozos de organismos muertos, podría desempeñar un papel clave en la determinación de la velocidad de la deriva continental.
Además de desafiar las ideas existentes sobre cómo interactúan las placas, los hallazgos son importantes porque describen mecanismos de retroalimentación potenciales entre el movimiento tectónico, el clima y la vida en la Tierra, señalan los investigadores.
El estudio describe cómo los sedimentos que se mueven por debajo de las placas tectónicas pueden regular su movimiento e incluso desempeñar un papel en el rápido aumento de las cadenas montañosas y en el crecimiento de la corteza continental.
Los sedimentos se crean cuando el viento, el agua y el hielo erosionan las rocas existentes o cuando las conchas y esqueletos de organismos microscópicos como el plancton se acumulan en el fondo marino.
Se sabe desde hace mucho tiempo que las zonas de subducción (donde se hunde la zona oceánica de una placa) que entran en los sedimentos influyen en la actividad geológica, como en la frecuencia de los terremotos, pero hasta ahora se pensaba que tenía poca influencia en el movimiento continental.
Sin embargo, una investigación anterior había demostrado que las placas de subducción pueden ser más débiles y más sensibles a otras influencias de lo que se pensaba anteriormente. Esto llevó a los investigadores a buscar otros mecanismos que podrían afectar la velocidad de la placa.
Estimaron cómo los diferentes tipos de roca podrían afectar la interfaz de la placa, es decir, al límite donde se encuentran las placas subducidas. El modelado posterior mostró que la roca hecha de sedimento puede crear un efecto lubricante entre las placas, acelerando la subducción y aumentando la velocidad de la placa.
Este mecanismo podría poner en movimiento un complejo circuito de retroalimentación. A medida que aumenta la velocidad de la placa, habrá menos tiempo para que se acumulen los sedimentos, por lo que se reducirá la cantidad de sedimento que se subduce.
Esto conduce a una subducción más lenta, lo que puede permitir que las montañas crezcan en los límites de las placas, ya que la fuerza de las dos placas que se unen entre sí provoca el levantamiento. A su vez, la erosión de esas montañas por el viento, el agua y otras fuerzas, puede producir más sedimentos que vuelven a la zona de subducción y reinician el ciclo al aumentar la velocidad de subducción.
"Los mecanismos de retroalimentación sirven para regular las velocidades de subducción, de manera que no se ‘escapan’con velocidades extremadamente rápidas", explica Whitney Behr, codirectora, junto a por Thorsten Becker, de esta investigación, en un comunicado.
Los hallazgos muestran que el sedimento, que a menudo se compone de trozos de organismos muertos, podría desempeñar un papel clave en la determinación de la velocidad de la deriva continental.
Además de desafiar las ideas existentes sobre cómo interactúan las placas, los hallazgos son importantes porque describen mecanismos de retroalimentación potenciales entre el movimiento tectónico, el clima y la vida en la Tierra, señalan los investigadores.
El estudio describe cómo los sedimentos que se mueven por debajo de las placas tectónicas pueden regular su movimiento e incluso desempeñar un papel en el rápido aumento de las cadenas montañosas y en el crecimiento de la corteza continental.
Los sedimentos se crean cuando el viento, el agua y el hielo erosionan las rocas existentes o cuando las conchas y esqueletos de organismos microscópicos como el plancton se acumulan en el fondo marino.
Se sabe desde hace mucho tiempo que las zonas de subducción (donde se hunde la zona oceánica de una placa) que entran en los sedimentos influyen en la actividad geológica, como en la frecuencia de los terremotos, pero hasta ahora se pensaba que tenía poca influencia en el movimiento continental.
Sin embargo, una investigación anterior había demostrado que las placas de subducción pueden ser más débiles y más sensibles a otras influencias de lo que se pensaba anteriormente. Esto llevó a los investigadores a buscar otros mecanismos que podrían afectar la velocidad de la placa.
Estimaron cómo los diferentes tipos de roca podrían afectar la interfaz de la placa, es decir, al límite donde se encuentran las placas subducidas. El modelado posterior mostró que la roca hecha de sedimento puede crear un efecto lubricante entre las placas, acelerando la subducción y aumentando la velocidad de la placa.
Este mecanismo podría poner en movimiento un complejo circuito de retroalimentación. A medida que aumenta la velocidad de la placa, habrá menos tiempo para que se acumulen los sedimentos, por lo que se reducirá la cantidad de sedimento que se subduce.
Esto conduce a una subducción más lenta, lo que puede permitir que las montañas crezcan en los límites de las placas, ya que la fuerza de las dos placas que se unen entre sí provoca el levantamiento. A su vez, la erosión de esas montañas por el viento, el agua y otras fuerzas, puede producir más sedimentos que vuelven a la zona de subducción y reinician el ciclo al aumentar la velocidad de subducción.
"Los mecanismos de retroalimentación sirven para regular las velocidades de subducción, de manera que no se ‘escapan’con velocidades extremadamente rápidas", explica Whitney Behr, codirectora, junto a por Thorsten Becker, de esta investigación, en un comunicado.
Los foraminíferos planctónicos, como los que se recolectan en el Golfo de México, forman la base de muchas cadenas alimenticias marinas y acuáticas. Al morir, sus esqueletos se asientan en el lecho marino para formar rocas sedimentarias, como piedra caliza y tiza. Presionadas juntas en cantidades suficientes, tal roca sedimentaria podría tener un efecto lubricante sobre el movimiento de las placas continentales. Foto: Randolph Femmer, USGS.
Velocidad de la placa: el caso de La India
El nuevo modelo de Behr y Becker también ofrece una explicación convincente de las variaciones encontradas en la velocidad de la placa, como la dramática aceleración hacia el norte de la India hace unos 70 millones de años.
Los autores proponen que a medida que la India avanzaba por mares ecuatoriales repletos de vida, una gran cantidad de roca sedimentaria formada por materia orgánica que se asentaba en el fondo marino creó un efecto lubricante en la placa de subducción.
La marcha hacia el norte de la India se aceleró de 5 centímetros por año a 16 centímetros por año. A medida que el continente aceleraba, la cantidad de sedimentos que se subducen disminuyó y la India se desaceleró antes de chocar finalmente con Asia.
Behr y Becker sugieren que estos mecanismos de retroalimentación habrían sido muy diferentes en la Tierra primitiva antes de la formación de los continentes y el surgimiento de la vida. Aunque su modelo no examina los orígenes de estos mecanismos de retroalimentación, sí plantea preguntas convincentes sobre la interacción entre el movimiento continental y la vida en la Tierra.
"Lo que se está aclarando es que la historia geológica de la placa entrante es importante", señala Becker. "Tendremos que estudiar con más detalle cómo pueden funcionar esos posibles procesos de retroalimentación".
El nuevo modelo de Behr y Becker también ofrece una explicación convincente de las variaciones encontradas en la velocidad de la placa, como la dramática aceleración hacia el norte de la India hace unos 70 millones de años.
Los autores proponen que a medida que la India avanzaba por mares ecuatoriales repletos de vida, una gran cantidad de roca sedimentaria formada por materia orgánica que se asentaba en el fondo marino creó un efecto lubricante en la placa de subducción.
La marcha hacia el norte de la India se aceleró de 5 centímetros por año a 16 centímetros por año. A medida que el continente aceleraba, la cantidad de sedimentos que se subducen disminuyó y la India se desaceleró antes de chocar finalmente con Asia.
Behr y Becker sugieren que estos mecanismos de retroalimentación habrían sido muy diferentes en la Tierra primitiva antes de la formación de los continentes y el surgimiento de la vida. Aunque su modelo no examina los orígenes de estos mecanismos de retroalimentación, sí plantea preguntas convincentes sobre la interacción entre el movimiento continental y la vida en la Tierra.
"Lo que se está aclarando es que la historia geológica de la placa entrante es importante", señala Becker. "Tendremos que estudiar con más detalle cómo pueden funcionar esos posibles procesos de retroalimentación".
Referencia
Sediment control on subduction plate speeds. BehrWhitney, Becker Thorsten W. Earth and Planetary Science Letters, Volume 502, 15 November 2018, Pages 166-173.DOI:https://doi.org/10.1016/j.epsl.2018.08.057
Sediment control on subduction plate speeds. BehrWhitney, Becker Thorsten W. Earth and Planetary Science Letters, Volume 502, 15 November 2018, Pages 166-173.DOI:https://doi.org/10.1016/j.epsl.2018.08.057
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