Un enigma de larga data en geología es cómo una placa tectónica puede romper la capa dura como una roca de la Tierra y comenzar a sumergirse debajo de otra en el proceso conocido como subducción.

Ahora, un nuevo estudio describe cómo una pequeña ruptura en una placa tectónica fue comprimida y arrastrada durante millones de años hasta que se abrió y puso en marcha un proceso geológico desbocado. El estudio, de una zona de subducción emergente frente a Nueva Zelanda, se acaba de publicar en la revista Nature Geoscience. .

"Ahora sabemos cómo se nuclea la subducción y qué tan rápido está creciendo", dijo el autor principal Brandon Shuck. "Es importante saberlo porque la subducción es el principal impulsor de la tectónica de placas. Construye montañas, forma nuevos océanos e impulsa el ciclo químico desde las profundidades de la tierra hasta la atmósfera". Shuck hizo el trabajo para su tesis doctoral en la Escuela de Geociencias Jackson de la Universidad de Texas; ahora es un científico investigador posdoctoral en el Observatorio de la Tierra Lamont-Doherty de la Universidad de Columbia.

Se cree que la Tierra es el único planeta del Sistema Solar que sufre subducción, que es clave para el ciclo del carbono que hace posible la vida aquí. "Creemos que la subducción no siempre ocurrió en la Tierra, por lo que comprender cómo se inicia hoy es un paso fundamental para comprender cómo nuestro mundo eventualmente se convirtió en un planeta habitable", dijo el coautor del estudio, Harm Van Avendonk, científico investigador principal. en la Universidad de Texas.

La investigación comenzó en 2018 a bordo del buque de investigación Marcus G. Langseth de Lamont-Doherty frente a las costas de Nueva Zelanda, donde Shuck y sus compañeros soportaron semanas de mal tiempo para recopilar imágenes sísmicas detalladas del fondo marino.

En tierra, Shuck comparó las imágenes con muestras de rocas de otras expediciones oceánicas. Esto proporcionó una línea de tiempo geológica para reconstruir una placa descomprimida. Según su reconstrucción, apareció una pequeña ruptura en la placa australiana hace unos 16 millones de años, que creció lentamente al chocar con otras placas tectónicas. Cuando la ruptura se abrió lo suficiente, la porción más pesada de la placa atravesó la capa rocosa de la tierra (conocida como litosfera), colocándola en un transportador descendente que ha continuado durante los últimos 8 millones de años. Hoy, el nuevo margen de subducción tiene una longitud de unas 300 millas.

"Eso es bastante pequeño a la escala de la tectónica global", dijo Shuck. "Pero seguirá creciendo hasta la Antártida". predijo. "Una vez que sea tan grande, de más de 1,000 millas de largo, podría cambiar el movimiento de las placas tectónicas vecinas".

Por ahora, la única señal en la superficie es un puñado de volcanes cerca de la Isla Sur de Nueva Zelanda. La mayoría surgieron en los últimos cien mil años. Es probable que se conviertan en una cadena volcánica más larga a medida que la división se extienda hacia el sur en el futuro, dijo Shuck.

El estudio de Shuck reconcilia dos ideas opuestas sobre cómo comienza la subducción:con el vaivén gradual de las placas chocando entre sí, o con las placas colapsando espontánea y rápidamente por su propio peso. La nueva investigación sugiere que, a veces, las dos ideas podrían formar parte de la ecuación.

"El trabajo muestra que, en cambio, puede haber múltiples escenarios que impulsen el inicio de la subducción", dijo Fabio Crameri, un geofísico suizo que escribió Nature Geoscience comentario que acompaña al estudio. "Incluso si el mismo escenario no es cierto para todas las zonas de subducción, su modelo desafía nuestros sistemas actuales para clasificar el inicio de la zona de subducción y destaca la necesidad de modelado 4D".