Aunque no podemos verlo en acción, la Tierra está produciendo constantemente nuevas tierras. Esto tiene lugar en las zonas de subducción, donde las placas tectónicas se aplastan entre sí y en el proceso surcan cadenas de volcanes por los que el magma puede subir. Algo de este magma no se expulsa, sino que se mezcla y se transforma justo debajo de la superficie. Luego cristaliza como una nueva corteza continental, en forma de cordillera.

Los científicos han pensado que las cadenas montañosas de la Tierra se forman a través de este proceso durante muchos millones de años. Pero los geólogos del MIT han descubierto que el planeta puede generar nuevas tierras mucho más rápido de lo que se pensaba.

En un artículo publicado en la revista Geología , el equipo muestra que partes de la cordillera de Sierra Nevada en California se elevaron sorprendentemente rápido, durante un período de sólo 1,39 millones de años, más del doble de lo esperado para la región. Los investigadores atribuyen la rápida formación de la tierra a una erupción masiva de magma.

"Lo realmente emocionante de nuestros hallazgos es:con nueva geocronología de alta precisión, pudimos fechar qué tan rápido sucedió ese proceso de formación de la corteza, y demostramos que este gran volumen de nueva corteza se colocó a un ritmo extremadamente rápido, "dice el autor principal del estudio, Benjamin Klein Ph.D. '19, quien llevó a cabo la investigación como estudiante de posgrado en el Departamento de Tierra del MIT, Ciencias Atmosféricas y Planetarias (EAPS). "Fue una especie de instante. Fue un poco más de 1 millón de años, pero en tiempos geológicos, fue súper rápido ".

Los coautores de Klein son el profesor asociado Oliver Jagoutz y el científico investigador Jahandar Ramezani, ambos en EAPS.

Una sección transversal completa

La cordillera de Sierra Nevada es producto de la colisión de dos placas tectónicas:la placa norteamericana que se mueve hacia el oeste y lo que en ese momento era la placa Farallón. que se muele lentamente bajo la Placa de América del Norte, finalmente deslizándose por completo en el manto de la Tierra.

Hace alrededor de 100 millones de años, cuando ambas placas chocaron, crearon primero una cadena de volcanes, luego una imponente cadena montañosa que es hoy Sierra Nevada.

"Lo que es hoy la costa oeste de los Estados Unidos probablemente parecía, en aquel momento, como los Andes hoy, con elevadas elevaciones y una cadena de grandes volcanes, "Dice Klein.

Para su estudio, los investigadores se concentraron en una característica geológica en Sierra Nevada conocida como suite intrusiva:un gran volumen de roca que se formó originalmente en las profundidades del interior de la Tierra. Una vez cristalizado, las rocas forman una nueva, columna vertical de corteza continental.

Se centraron en particular en Bear Valley Intrusive Suite, una formación única en el sentido de que representa los vestigios de la nueva corteza continental que hoy se expone en la superficie, como un tramo de granito de 40 millas. Estas rocas que hoy se encuentran horizontalmente a lo largo de la cordillera, originalmente formado como una columna vertical. Tiempo extraordinario, esta torre de nueva corteza continental erosionada, estirándose e inclinándose en su configuración horizontal actual.

"The Bear Valley Intrusive Suite nos brinda una sección transversal completa de cómo se veían estos sistemas de tuberías de magma subyacentes a grandes volcanes, donde normalmente tendríamos una instantánea limitada, "Eso nos permite pensar mucho más completamente acerca de la rapidez con la que se construyó la nueva corteza", dice Klein.

Un límite de velocidad para la nueva corteza

El equipo recolectó muestras de rocas en una región del Batolito de Sierra Nevada y las llevó al MIT para analizar su composición. Pudieron determinar la edad de nueve muestras, utilizando geocronología de uranio-plomo, una técnica de datación de alta precisión iniciada por el fallecido profesor emérito del MIT Sam Bowring. De cada muestra, los investigadores aislaron granos individuales de circón, un mineral común en las rocas que contiene uranio y algo de plomo, la proporción que los científicos pueden medir para obtener una estimación de la edad de la roca.

De sus análisis, Klein y sus colegas descubrieron que la edad de las nueve muestras abarcaba un rango sorprendentemente corto, de solo 1,39 millones de años. El equipo calculó una estimación de la cantidad de magma que debió cristalizarse para formar la nueva corteza que representan las muestras. Descubrieron que alrededor de 250 kilómetros cúbicos de magma probablemente se elevaron desde el interior de la Tierra y se transformaron en una nueva corteza, en solo 1,39 millones de años.

"Eso es aproximadamente dos veces y media más rápido que las estimaciones anteriores para la formación de la corteza en las Sierras, que es una diferencia bastante grande, ", Dice Klein." Nos da un límite de velocidad máximo para la rapidez con que estas cosas pueden suceder realmente ".

Klein dice que dada la velocidad de esta nueva formación de corteza, la causa probable fue un brote de magma, o explosión repentina de actividad magmática.

"Todo el batolito se construyó en casi 200 millones de años, pero sabemos que durante ese período de tiempo, hubo períodos en los que fue muy activo y períodos que fueron más tranquilos, con menos material nuevo agregado, ", Dice Klein." Lo que pudimos mostrar en esta área fue que, al menos a nivel local, la velocidad a la que se introdujo el magma es mucho más rápida que la velocidad media que se ha documentado en las Sierras ".

Los geólogos han pensado que los estallidos de magma ocurren como resultado de una actividad inusual en la Tierra, como placas tectónicas que chocan repentinamente a un ritmo más rápido. Según todo lo que los investigadores han documentado sobre Bear Valley Intrusive Suite, sin embargo, no ocurrió tal actividad en el momento en que se formó la cordillera.

"No hay un disparador obvio, ", Dice Klein." El sistema está funcionando bastante bien, y luego vemos este gran estallido de magma. Así que esto desafía algunas nociones básicas en el campo, y debería informar cómo piensan las personas sobre la rapidez con la que estas cosas podrían estar sucediendo hoy, en lugares como los Andes o los volcanes de Japón ".