Hawái se encuentra al final de una cadena de volcanes que atraviesan el fondo del Océano Pacífico, pero en el medio de esta cadena hay una curva de 60 grados. Durante muchas décadas, los geocientíficos han luchado por explicar exactamente cómo y por qué ocurrió esta característica hace unos 50 millones de años. Un nuevo estudio en Avances de la ciencia dirigido por el investigador postdoctoral Mathew Domeier junto con colegas del Centro para la Evolución y la Dinámica de la Tierra (CEED), Universidad de Oslo, arroja luz sobre esta controversia geológica de larga data:una colisión masiva en el borde del Océano Pacífico fue la culpable.

Plumas del manto y cadenas volcánicas

Hay más de lo que se ve a simple vista con las islas hawaianas del Océano Pacífico. Actualmente, las islas se asientan sobre un llamado penacho de manto, o un conducto de afloramiento de rocas anormalmente caliente desde miles de kilómetros de profundidad en el interior de la Tierra. Esta característica candente explica por qué las islas están salpicadas de volcanes activos. Pero las islas hawaianas también residen en la placa tectónica del Pacífico, que se mueve a través de la parte superior de la pluma del manto, a un ritmo vertiginoso de unos pocos cm / año, lo que significa que en unos pocos millones de años las islas se habrán salido del conducto caliente y cesará el vulcanismo en las islas hawaianas.

A medida que los volcanes activos de Hawái mueran en el futuro, nuevas islas volcánicas aparecerán en otras partes de la placa del Pacífico, específicamente en lugares que reemplazan a las islas hawaianas por encima del conducto caliente. Este proceso es muy parecido a lo que sucedería si moviera una hoja de papel sobre una vela estacionaria:el movimiento del papel se registrará como un rastro de marcas de quemaduras por el calor de la vela debajo. Hawái ya ha superado la "vela, "pero en el futuro se habrá alejado de él y la vela comenzará a cantar una nueva mancha en el papel.

Este proceso ha sucedido una y otra vez en la larga historia de la Tierra, y Hawái es solo el último capítulo volcánico de una historia que se remonta al menos a 80 millones de años. Las islas hawaianas se encuentran al final de una cadena de volcanes y montes submarinos (volcanes sumergidos) ahora extintos que se extienden ~ 6, 000 km al noroeste a través del suelo de la placa del Pacífico, hasta el cruce entre las islas Aleutianas occidentales y la península de Kamchatka. Volviendo a nuestra analogía entre el papel y la vela, esta cadena es la misma que la trayectoria de las marcas chamuscadas que van hacia atrás desde la ubicación actual de la vela debajo del papel. En el pacifico los volcanes y montes submarinos que constituyen esta cadena envejecen progresivamente hacia el noroeste, como sería de esperar si la cadena marcara la deriva lenta y progresiva de la Placa del Pacífico por encima de un penacho del manto.

Pero algo curioso llama la atención sobre esta cadena volcánica sumergida en el Pacífico:no es recta. Un nudo muy visible divide la cadena en dos segmentos:un segmento de tendencia mayoritariamente hacia el oeste (la "Cadena Hawaiana") y un segmento de tendencia mayoritariamente hacia el norte (la "Cadena del Emperador"); el nudo intermedio se conoce comúnmente como "Curva del Emperador Hawaiano". Las rocas volcánicas muestreadas de los montes submarinos a ambos lados de la curva han sido fechadas, e indican que la curva se desarrolló hace aproximadamente 47 millones de años.

Entonces, ¿qué lo causó? Esta misma pregunta ha sido fuente de debate y controversia entre los investigadores durante medio siglo. La explicación clásica es que la curva marcó un cambio rápido y sustancial en la dirección del movimiento de la placa del Pacífico hace unos 50 millones de años. pero los partidarios de esta interpretación han luchado por explicar por qué ocurrió ese cambio repentino.

1. El equipo de investigación de la Universidad de Oslo recopiló cuidadosamente una variedad de evidencia que sugiere que la Placa del Pacífico cambió su curso hace unos 50 millones de años porque un archipiélago que anteriormente formaba el extremo norte de la Placa del Pacífico se estrelló contra el este de Asia en ese momento.
2. El archipiélago comprendía lo que se conoce como un arco insular:una cadena alargada de volcanes y rocas volcánicas formadas sobre una zona de subducción (una zona donde el lecho marino de una placa tectónica oceánica se empuja debajo de otra placa tectónica y se hunde en el manto de abajo). El equipo pudo resolver la ardiente historia del arco de la isla y su relación con el Hawaiian-Emperor Bend a partir de tres fuentes clave de datos:
3. Rocas exóticas:las piezas de ese arco de isla, que ahora se encuentran en la península de Kamchatka y en las islas japonesas, son geológicamente exóticos, lo que significa que no tienen las mismas características de otras rocas de la misma región y fueron claramente transportadas desde algún otro lugar, y revelan específicamente que se formaron lejos de cualquier continente grande (como Asia).
4. Rocas magnéticas:la información magnética conservada en las rocas del arco de la isla (adquirida del campo magnético de la Tierra cuando las rocas se formaron originalmente) se puede usar para determinar la latitud en la que se originaron, y la información magnética de las rocas del arco de la isla revela que provienen de más al sur de donde se encuentran hoy (esto también corrobora su naturaleza exótica).
5. Rocas profundas:los arcos de islas solo se desarrollan a lo largo de una zona de subducción, por lo que la formación del arco insular debería haber ido acompañada de subducción, y subducción, Sucesivamente, está asociado con el hundimiento de placas tectónicas oceánicas en el interior de la Tierra. Las reliquias de las placas oceánicas subducidas pueden ser "imaginadas" por ondas sísmicas generadas por terremotos, de la misma manera que se pueden obtener imágenes de sus huesos con rayos X durante una tomografía computarizada. Mediante tales técnicas de imágenes sísmicas, hemos identificado las reliquias de un sistema de subducción que anteriormente estaba ubicado en el extremo norte de la Placa del Pacífico. en el mismo lugar donde se ubicaron las rocas del arco insular de acuerdo con sus datos magnéticos.

Un choque provocó la curva

Juntos, el geológico, Las pistas magnéticas y sísmicas del Pacífico Norte indican que la subducción y la construcción del arco insular comenzaron hace 80 millones de años en el extremo norte de la Placa del Pacífico. Inmediatamente después de que comenzara la subducción, la zona de subducción comenzó a moverse hacia el norte, tirando del arco de la isla y la Placa del Pacífico hacia el norte con él. Esta migración hacia el norte continuó de 80 a 50 millones de años, en ese momento la Cadena Emperador se formó por la deriva norte del Pacífico sobre la pluma del manto.

Hace unos 50 millones de años, la migración de subducción hacia el norte condujo a una colosal colisión entre el arco de islas en el extremo norte de la Placa del Pacífico y el borde noreste de Asia. Este choque masivo dejó a grandes segmentos del antiguo arco insular varados en el noreste de Japón y en la península de Kamchatka. y terminó la subducción allí.

El choque y el cese de la subducción detuvieron efectivamente el curso hacia el norte de la Placa del Pacífico en ese momento, y fue este evento el responsable de cambiar repentinamente la dirección de la Placa del Pacífico hace 50 millones de años. Así que al final fue un guardabarros a escala continental que le dio al Pacífico su espectacular curva, según el nuevo estudio publicado en Avances de la ciencia .