Imagen de satélite del Arco de Gibraltar. Crédito:NASA
Un nuevo estudio realizado por investigadores del Instituto de Ciencias de la Tierra Jaume Almera del Consejo Nacional de Investigaciones Científicas (ICTJA-CSIC) ha podido describir los efectos de la estructura litosférica en la topografía de la zona del Estrecho de Gibraltar. Esta nueva investigación muestra la estructura profunda del límite de placas entre África y Eurasia a través del Arco de Gibraltar. Describe la distribución de densidad, temperatura y composición de la litosfera y sublitosfera (hasta 400 km de profundidad).
El estudio, publicado recientemente en Revista de investigación geofísica:Tierra sólida , estima que la topografía del Estrecho de Gibraltar en el dominio orogénico de la Bética y el Rif se hunde 1500 metros y está vinculada a la subducción en la región del Arco de Gibraltar.
"Hemos podido describir la geometría litosférica e identificar anomalías sublitosféricas de temperatura y densidad y vincularlas con sus efectos topográficos en la superficie, en la zona del Estrecho de Gibraltar y el Mar de Alborán, "dijo Ivone Jiménez-Munt, investigador del ICTJA-CSIC y primer autor del estudio.
"El engrosamiento de la litosfera debajo del dominio tectónico Bético y Rif está relacionado con la subducción de la placa ibérica, visible en la tomografía sísmica. Estimamos que el peso de esta losa litosférica que se hunde en el manto puede haber derribado la topografía del Estrecho de Gibraltar en unos 1500 m, "dijo Jiménez-Munt.
"La última parte de este hundimiento podría ser responsable de la reconexión del Océano Atlántico y el Mar Mediterráneo, que condujo a la inundación del Mediterráneo después de la crisis de salinidad mesiniana, ", declararon los investigadores en el artículo.
Crédito:Instituto de Ciencias de la Tierra Jaume Almera
El nuevo modelo propuesto en este estudio construye la estructura litosférica a lo largo de un geotransecto de 945 km de longitud, un perfil que se extiende desde el sur del Macizo Sur Ibérico hasta el Anti-Atlas, cruzando el orógeno Bética-Rif, el Estrecho de Gibraltar, y las montañas del Atlas. El área de estudio es el resultado de la convergencia entre la placa africana, avanzando hacia el norte, y el plato ibérico.
El trabajo muestra variaciones significativas en el límite entre la litosfera, la capa más externa de la Tierra que incluye la corteza y parte del manto superior, y la astenosfera, una capa más densa y fluida del manto, sobre el que se mueve la litosfera. Bajo las sierras Bética y Rif el límite entre litosfera y astenosfera alcanza sus valores máximos, unos 220 y 260 km de profundidad, respectivamente.
Los investigadores desarrollaron este modelo utilizando el nuevo código de modelado LitMod2D _2.0 que integra petrológico (composición química del manto), geofísico (gravimetría, geoide flujo de calor, topografía) y datos sísmicos existentes.
"Mientras desarrollábamos el modelo, encontramos dificultades para ajustar todos los observables. Detectamos anomalías en los datos geoide y gravimétrico, ", dijo Ivone Jiménez-Munt." El geoide es muy sensible a las anomalías de densidad profunda, ", añadió. Estos desajustes sólo podrían explicarse por la presencia de la losa en subducción de la placa ibérica bajo el mar de Alborán al este del perfil estudiado.
Crédito:Instituto de Ciencias de la Tierra Jaume Almera
"Creemos que esta placa hundida más fría y pesada puede tener alguna influencia en la anomalía detectada del geoide, ", dijo Jiménez-Munt. Los investigadores incorporaron un cuerpo con la misma composición geoquímica que la placa ibérica y más frío que la astenosfera circundante en el modelo. Luego pudieron ajustar los observables". Esta anomalía sublitosférica incorporada en el modelo simula la placa subductora . Al estimar su densidad, pudimos simular su efecto en la superficie, "explicó Jiménez-Munt.
El área estudiada es compleja. "Este es el límite de placas entre África y Eurasia, pero en esta zona, el límite se difunde y produce una gran área de deformación. En el pasado, este límite había saltado entre el sur de la Península Ibérica y el norte, en los Pirineos, y en la actualidad se distribuye entre las Béticas y el norte de África. Aunque es un límite convergente, ha habido periodos de prórroga, y la hipótesis de que se trata de una subducción arqueada es cada vez más fuerte; es decir, una subducción caracterizada por la "rotura" de la losa subductora de su parte superior de este a oeste, "dice Jiménez-Munt.
Montserrat Torné, Manel Fernández, Jaume Verges, Ajay Kumar, Alberto Carballo y Daniel García-Castellanos son los otros investigadores del ICTJA-CSIC implicados en esta investigación.
