El estudio sugiere que la desintegración de los continentes provoca ondas terrestres profundas, dando lugar a accidentes topográficos como acantilados y mesetas.
Un equipo de científicos dirigido por la Universidad de Southampton ha respondido una de las preguntas más desconcertantes de la tectónica de placas: cómo y por qué las partes «estables» de los continentes se elevan gradualmente hasta formar algunas de las características topográficas más importantes del planeta.
En su estudio publicado recientemente en naturalezaLos investigadores examinaron los efectos de las fuerzas tectónicas globales en la evolución de los paisajes a lo largo de cientos de millones de años. Descubrieron que cuando las placas tectónicas se separan, se liberan poderosas ondas en las profundidades de la Tierra que pueden hacer que las superficies continentales se eleven más de un kilómetro.
El rompecabezas de laderas y mesetas
Estos hallazgos ayudan a resolver un enigma de larga data sobre las fuerzas dinámicas que dan forma y unen algunos de los accidentes geográficos más dramáticos de la Tierra: vastas características topográficas llamadas «acantilados» y «mesetas» que influyen profundamente en el clima y los vecindarios.
“Los científicos han sospechado durante mucho tiempo que las características topográficas escarpadas de un kilómetro de altura llamadas grandes acantilados, como el ejemplo clásico que rodea a Sudáfrica, se forman cuando los continentes se dividen y finalmente se dividen. Sin embargo, la explicación de por qué el interior de los continentes se eleva está lejos de ser cierta. Este proceso relacionado con la formación de estos imponentes acantilados, simplemente no lo sabíamos», dijo el autor principal Tom Gernon, profesor de geociencias en la Universidad de Southampton.
Los movimientos verticales de partes estables de los continentes, llamados cratones, siguen siendo uno de los aspectos menos comprendidos de la tectónica de placas.
Un equipo de la Universidad de Southampton, formado por la Dra. Thea Hincks, el Dr. Derek Kerr y Alice Cunningham, colaboró con colegas del Centro Helmholtz de Potsdam, el centro de investigación alemán de geociencias y… Universidad de Birmingham Para abordar esta pregunta básica.
Sus hallazgos ayudan a explicar por qué partes de continentes que antes se pensaba que eran “estables” sufren un importante levantamiento y erosión, y cómo tales procesos pueden migrar cientos o incluso miles de kilómetros tierra adentro, formando vastas áreas elevadas conocidas como mesetas, como la meseta central. en el sur de África.
Modelado del levantamiento y la erosión continental.
Según su estudio que vincula las erupciones de diamantes con la ruptura continental, Publicado el año pasado en naturalezaEl equipo utilizó modelos informáticos avanzados y métodos estadísticos para estudiar cómo responde la superficie de la Tierra a la desintegración de las placas continentales a lo largo del tiempo.
Descubrieron que cuando los continentes se dividen, la expansión de la corteza continental provoca movimientos cinemáticos en el manto de la Tierra (la capa masiva entre la corteza y el núcleo).
«Este proceso se puede comparar con un movimiento de barrido que avanza hacia los continentes y perturba sus cimientos profundos», afirma el profesor Sascha Brun, director del Departamento de Modelado Geodinámico del GFZ Potsdam.
El profesor Brun y la doctora Anne Glerum, que también trabajan en Potsdam, realizaron una simulación para investigar cómo evolucionó este proceso. El equipo notó un patrón interesante: la velocidad de las «ondas» del manto que se mueven debajo de los continentes en su simulación coincide estrechamente con la velocidad de los principales eventos de erosión que arrasaron el paisaje del sur de África tras la desintegración del antiguo supercontinente Gondwana.
Los científicos han reunido pruebas de que surgieron grandes acantilados en los bordes de los antiguos valles del rift, al igual que las paredes escarpadas que vemos hoy en los márgenes del rift en África Oriental. Al mismo tiempo, el rifting también desencadenó una «onda del manto profundo» que viaja a lo largo de la base del continente a una velocidad de 15 a 20 kilómetros por millón de años.
Creen que esta onda funciona para eliminar capas de roca de las raíces de los continentes debido a la convección.
«Así como los globos pierden peso para elevarse más, la pérdida de material continental hace que los continentes se eleven, un proceso llamado isoelevación», dijo el profesor Brun.
Basándose en esto, el equipo modeló cómo respondería el paisaje a este levantamiento inducido por el manto. Descubrieron que la inestabilidad del manto migratorio provoca una ola de erosión superficial que dura decenas de millones de años y se mueve por todo el continente a una velocidad similar. Esta intensa erosión elimina un enorme peso de las rocas, lo que hace que la superficie de la Tierra se eleve aún más, creando altas mesetas.
“Nuestros modelos de evolución del paisaje muestran cómo una serie de eventos relacionados con el rifting pueden conducir tanto a un escarpe como a una meseta plana y estable, aunque a partir de la erosión de una capa de varios miles de metros de roca.
El estudio del equipo proporciona una nueva explicación para los desconcertantes movimientos verticales de continentes alejados de los márgenes continentales, donde el levantamiento es más común.
El Dr. Steve Jones, profesor asociado de Sistemas Terrestres en la Universidad de Birmingham, añadió: «Lo que tenemos aquí es un argumento convincente de que el rifting puede, bajo ciertas condiciones, generar directamente células de convección de larga duración en el manto superior, y estos rifting- Los sistemas convectivos inducidos tienen «un profundo efecto en la topografía de la superficie de la Tierra, la erosión, la sedimentación y la distribución de los recursos naturales».
Conclusión y direcciones futuras.
El equipo concluyó que la misma cascada de perturbaciones del manto que provoca que los diamantes emerjan rápidamente desde las profundidades de la Tierra también moldea fundamentalmente los paisajes continentales, influyendo en una variedad de factores, desde el clima regional y la biodiversidad hasta los patrones de asentamiento humano.
El profesor Gernon, que recibió una importante subvención filantrópica de la Fundación WoodNext, administrada por la Greater Houston Community Foundation, para estudiar el enfriamiento global, explicó que la ruptura continental no sólo altera las capas profundas de la Tierra, sino que también tiene efectos que reverberan a través de ella. la superficie de los continentes, que antes se pensaba que no era así, es estable.
«La desestabilización de los núcleos continentales debe haber afectado también a los climas antiguos», concluyó el profesor Gernon.
Referencia: “Coevolución de los márgenes y el interior de los continentes durante la separación continental” por Thomas M. Gernon y Tia K. Hincks, Sascha Bron, Jane Brown y Stephen M. Jones, Derek Kerr, Alice Cunningham y Annie Glerum, 7 de agosto de 2024. naturaleza.
doi: 10.1038/s41586-024-07717-1
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