Foraminíferos planctónicos , como estos recogidos en el Golfo de México, forman la base de muchas cadenas alimentarias marinas y acuáticas. Después de la muerte, sus esqueletos se asientan en el lecho marino para formar rocas sedimentarias como piedra caliza y creta. Prensados juntos en cantidades suficientes, tal roca sedimentaria podría tener un efecto lubricante sobre el movimiento de las placas continentales. Crédito:Randolph Femmer, USGS
Un nuevo estudio de la Universidad de Texas en Austin ha demostrado un posible vínculo entre la vida en la Tierra y el movimiento de los continentes. 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 posibles mecanismos de retroalimentación entre el movimiento tectónico, clima y vida en la Tierra.
El estudio, publicado el 15 de noviembre en Cartas de ciencia terrestre y planetaria , describe cómo los sedimentos que se mueven o subducen debajo de las placas tectónicas podrían regular el movimiento de las placas e incluso pueden desempeñar un papel en el rápido ascenso de las cadenas montañosas y el crecimiento de la corteza continental.
La investigación fue dirigida por Whitney Behr, investigador de la Jackson School y profesor de ETH Zurich en Suiza, y en coautoría con Thorsten Becker, profesor de la Escuela de Geociencias de UT Jackson e investigador científico de su Instituto de Geofísica (UTIG).
El sedimento se crea cuando el viento, el agua y el hielo erosionan la roca existente o cuando las conchas y los esqueletos de organismos microscópicos como el plancton se acumulan en el fondo marino. Se sabe desde hace mucho tiempo que los sedimentos que ingresan a las zonas de subducción influyen en la actividad geológica, como la frecuencia de los terremotos, pero hasta ahora se pensaba que tenía poca influencia en el movimiento continental. Esto se debe a que se creía que la velocidad de subducción dependía de la fuerza de la placa de subducción cuando se dobla y se desliza hacia el manto viscoso. la capa de roca semifundida debajo de la corteza terrestre. El movimiento continental es impulsado por una placa que se hunde debajo de otra, por lo que en este escenario, la fuerza de la porción de la placa que se empuja hacia el manto de la Tierra (y la energía requerida para doblarla) sería el control principal de la velocidad del movimiento de la placa, con sedimentos que tienen poco efecto.
Sin embargo, Investigaciones anteriores en las que participaron científicos de UTIG habían demostrado que las placas en 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 pudieran afectar la velocidad de la placa. Estimaron cómo los diferentes tipos de rocas podrían afectar la interfaz de las placas, el límite donde se encuentran las placas subductoras. 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.
Las cadenas montañosas altas como los Andes se forman cerca de las zonas de subducción donde una placa se ve forzada debajo de otra. La erosión de las montañas y la subducción del fondo marino podrían ser elementos de un mecanismo de autorregulación que modula la velocidad del movimiento continental. Crédito:Nicolas Prieto en Unsplash
Este mecanismo podría poner en marcha un complejo circuito de retroalimentación. A medida que aumenta la velocidad de la placa, habría menos tiempo para que los sedimentos se acumularan, por lo que se reduciría la cantidad de sedimento en subducción. 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 chocan entre sí provoca el levantamiento. Sucesivamente, erosión de esas montañas por el viento, el agua y otras fuerzas pueden producir más sedimentos que retroalimentan a la zona de subducción y reinician el ciclo aumentando la velocidad de subducción.
"Los mecanismos de retroalimentación sirven para regular las velocidades de subducción de modo que no se 'desboquen' con velocidades extremadamente rápidas, "dijo Behr.
El nuevo modelo de Behr y Becker también ofrece una explicación convincente de las variaciones encontradas en la velocidad de la placa, como la espectacular aceleración hacia el norte de la India hace unos 70 millones de años. Los autores proponen que a medida que la India se movía a través de mares ecuatoriales repletos de vida, una abundancia de roca sedimentaria formada por materia orgánica que se depositaba en el lecho marino creó un efecto lubricante en la placa subductora. La marcha hacia el norte de la India se aceleró de unos majestuosos 5 centímetros por año (alrededor de 2 pulgadas) a unos impresionantes 16 centímetros por año (alrededor de 6 pulgadas). A medida que el continente se aceleraba, la cantidad de sedimento subducido disminuía y la India se desaceleraba 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, plantea preguntas convincentes sobre la interacción entre el movimiento continental y la vida en la Tierra.
"Lo que está quedando claro es que la historia geológica de la placa entrante es importante, "dijo Becker, quien también ocupa la Cátedra Distinguida Shell en Geofísica en UT. "Tendremos que estudiar con más detalle cómo pueden funcionar esos posibles procesos de retroalimentación".
