Contrariamente a la creencia tradicional sobre el arrugamiento y la densificación de la corteza, un nuevo estudio sugiere que la formación de montañas, particularmente en zonas de subducción como el sur de Italia, puede verse significativamente afectada por el hundimiento de una placa tectónica a través del manto terrestre y el flujo alterado del manto, lo que proporciona una información más precisa. comprensión del proceso de formación de montañas.
Una nueva investigación dirigida por la Universidad Estatal de Colorado apunta a las respuestas sobre cómo y por qué las montañas están enterradas más profundamente de lo que se pensaba.
«La construcción de montañas es un proceso fundamental de cómo se comporta la Tierra, y este estudio sugiere que es posible que no lo entendamos tan bien como pensábamos», dijo Sean Gallen, autor principal y profesor asistente de ciencias de la tierra en la Universidad Estatal de California.
Galen y su equipo han producido nuevos conjuntos de datos y metodologías para usar paisajes para reconstruir historias extensas de edificios de montaña en el sur de Italia. Su enfoque único produjo lo que Gallen llamó resultados «desconcertantes».
En las zonas de subducción, como la de Calabria, en el sur de Italia, una placa tectónica se hunde debajo de otra. Se cree que las montañas de estos lugares se formaron por el arrugamiento y la condensación de la corteza terrestre.
El equipo recolectó medidas que registraron escalas de tiempo geológicamente cortas y largas, desde miles de años hasta decenas de millones de años. Como el «registrador geológico» de la historia tectónica, el paisaje reemplazó al resto.
Vista de Calabria con vistas al mar Tirreno con una terraza al mar en primer plano (área plana). Crédito: Sean Gallen
«En el sur de Italia, el paisaje es en realidad el puente entre estos diferentes estilos que solemos usar», dijo Gallen.
Los parches planos y elevados del paisaje a lo largo del «punta» de la península italiana representan una época en que la formación de montañas era lenta, y el cambio brusco hacia abajo indica una aceleración rápida. Estas pistas en el paisaje permitieron a los investigadores producir un registro continuo a largo plazo de la elevación de la roca, el registro más largo y completo de su tipo.
«Esperamos ver una correlación entre la velocidad a la que una placa se hunde debajo de la otra placa a lo largo del tiempo y nuestro historial de levantamiento de rocas, y no vemos eso», dijo Galen.
El arrugamiento y la condensación de la corteza parecen ser secundarios a otro proceso en la formación de las montañas de Calabria. Los datos apuntan al descenso de la placa inferior a través del manto terrestre y al cambio del campo de flujo del manto como el factor principal que controla el levantamiento de rocas.
Los estudiantes de posgrado de la CSU toman muestras de los cimientos de una termohistoquímica en Calabria, Italia. Desde la izquierda, Nikki Seymour, segunda autora del estudio, Joanna Edman y Eyal Marder. Crédito: Sean Gallen
«Los resultados sugieren que la forma típica en que vemos la construcción de montañas no se aplica al sur de Italia», dijo Gallen. «Parece estar controlado por cosas mucho más profundas dentro del sistema de la Tierra. Este comportamiento se ha visto en modelos, pero nunca en la naturaleza. Esta es la primera vez que creemos que lo hemos observado».
Galen advirtió que se necesitan más datos para confirmar si su interpretación es correcta o no, pero que está respaldada por modelos numéricos existentes. Los científicos vincularon previamente la altura de la montaña con las interacciones de las placas tectónicas dentro del manto que fluye plásticamente de la Tierra, pero esta investigación indica por primera vez que este mecanismo es la fuerza dominante en la formación de montañas en las zonas de subducción.
«Los registros que presentamos indican que las señales de la Tierra profunda parecen dominar lo que sucede en la superficie», dijo Galen. «He estado trabajando en el Mediterráneo durante 15 años, y este hallazgo ha cambiado profundamente mi forma de pensar sobre estas zonas de subducción».
Vista de Calabria con vistas al mar Tirreno con una terraza al mar en primer plano (área plana). Crédito: Sean Gallen
Investigación transformadora y transparente
Las nuevas técnicas desarrolladas para este estudio ofrecen un gran avance en la construcción de historias a largo plazo de levantamiento de rocas.
El equipo creó un marco unificado basado en un conjunto de medidas geomorfológicas estándar: termocronología, nucleidos cósmicos, perfiles de rocas de ríos y un registro de niveles del mar pasados encontrados en terrazas marinas. El nuevo enfoque se remonta más atrás que otros y utiliza diferentes conjuntos de datos para restringir el modelado de una manera única.
El método se aplica mejor a los sistemas activos, donde los paisajes recientes brindan pistas sobre sus historias. Cuanto más activo ha sido un sistema en el tiempo geológico, más difícil es reconstruir su historia con confianza.
Un programa para el estudio fue desarrollado y publicado en DOI: 10.1038/s41561-023-01185-4
The study was funded by the National Science Foundation.
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