Un equipo dirigido por la Universidad de Illinois ha identificado señales geofísicas inesperadas debajo de los interiores tectónicamente estables de América del Sur y África. Los datos sugieren que la actividad geológica dentro de porciones estables de la capa superior de la Tierra puede haber ocurrido más recientemente de lo que se creía anteriormente. Los resultados, publicado en Naturaleza Geociencia , desafía algunas de las principales teorías actuales sobre la tectónica de placas.

Las rocas más antiguas de la Tierra se encuentran dentro de los interiores continentales, lejos de los límites tectónicos activos donde las rocas se reciclan de regreso al interior del planeta. Estos fuertes bloques de Tierra flotantes y profundamente arraigados, llamados cratones, han estado flotando en la superficie durante miles de millones de años, aparentemente tranquilo. Ocasionalmente se unen y se separan a lo largo de sus bordes en una danza llamada ciclo supercontinente.

"Normalmente pensamos que los cratones son fríos, estable y de poca altura, ", dijo el profesor de geología y coautor del estudio Lijun Liu." Frío porque las rocas están muy por encima de las capas calientes del manto, estable porque sus costras no se han alterado significativamente por fallas o deformaciones, y su baja altura se debe a que han estado sentados allí, erosionándose durante miles de millones de años ".

Sin embargo, hay lugares donde los cratones no siguen estas reglas.

"Por ejemplo, hay regiones de alta topografía dentro de los cratones de América del Sur y África, ", dijo el estudiante de posgrado y autor principal Jiashun Hu.

Los investigadores procesaron datos geofísicos con la supercomputadora Blue Waters en el Centro Nacional de Aplicaciones de Supercomputación en Illinois con la esperanza de comprender mejor estas regiones de gran altitud. Se cree que las raíces gruesas de los cratones son flotantes debido a su contenido de minerales de baja densidad, permitiéndoles flotar sobre el manto subyacente caliente. Sin embargo, Los nuevos datos indican que el manto frío que se encuentra debajo de estas regiones en América del Sur y África, una vez unidas como parte del supercontinente Pangea, tiene una estructura en capas y que la capa inferior era más densa en el pasado que en la actualidad. Dijo Liu.

Esta diferencia de densidad podría ser el resultado de un proceso llamado deslaminación del manto. Durante la delaminación, la capa más densa del manto inferior se desprende de la capa superior flotante debajo de la corteza del cratón después de interactuar con el magma caliente de las plumas del manto, dijeron los investigadores.

"A partir de varios tipos de datos de imágenes sísmicas, podemos ver lo que pensamos que son losas de manto deslaminado que se hunden en el calor, manto profundo viscoso, "Dijo Liu.

"El material que posteriormente vuelve a crecer en las raíces de los cratones después de la delaminación, debido al enfriamiento desde arriba, es probablemente mucho menos denso en cuanto a composición que lo que había antes, ", dijo el profesor de geología Craig Lundstrom." Eso agrega flotabilidad, y esa fuerza de flotabilidad podría ser lo que forma la topografía anormalmente alta ".

Este estudio multidisciplinario está comenzando a brindar al equipo una actualización muy lógica, aunque complicada, sobre la historia de la historia tectónica de la Tierra, dijeron los investigadores.

"La alta topografía de África y América del Sur es solo una parte de la historia, "Hu dijo." Hay muchos fenómenos geológicos como la ubicación de las trayectorias de los puntos calientes, vulcanismo continental, levantamiento y erosión de la superficie, así como la deformación en imágenes sísmicas dentro de las raíces del cratón que parecen correlacionarse bien con el evento de delaminación propuesto, lo que implica una relación causal potencial ".

También hay evidencia que respalda otras ubicaciones de interacción cratón-pluma durante otros momentos de la historia de la Tierra.

"El registro de rocas muestra que los eventos de levantamiento y erosión han tenido lugar durante los ciclos anteriores del supercontinente, "dijo el profesor de geología y la Escuela de la Tierra, Stephen Marshak, director de Sociedad y Medio Ambiente. "Un estudio relacionado analiza lo que podría ser un evento similar, a saber, levantamiento continental posiblemente relacionado con la delaminación de la litosfera cratónica que causó el período de erosión global que resultó en la Gran Disconformidad, que es el contacto entre la roca del basamento Precámbrico y los estratos sedimentarios del Paleozoico ".

Por ahora, No está claro si la interacción cratón-pluma puede afectar la actividad sísmica y el vulcanismo de hoy en día en áreas que se consideran geológicamente inactivas. Sin embargo, el estudio marca un nuevo pensamiento sobre cómo los geólogos pueden entender los llamados cratones estables.