Los científicos utilizan pequeños minerales llamados circones como cronometradores geológicos. A menudo no son más grandes que un grano de arena y estos cristales registran firmas químicas del entorno geológico donde se formaron. En un nuevo estudio dirigido por científicos de la Universidad de Texas en Austin, los investigadores los utilizaron para describir lo que podría ser un paso pasado por alto en un proceso tectónico fundamental que eleva los fondos marinos hasta convertirlos en montañas.
En un estudio publicado en la revista Geology , los investigadores describen circones de los Andes de la Patagonia. Aunque los circones se formaron cuando las placas tectónicas chocaban, tienen una firma química asociada con el momento en que las placas se separaban.
Los investigadores creen que la firma inesperada podría explicarse por la mecánica de las placas tectónicas subyacentes que aún no se ha descrito en otros modelos. Este paso faltante implica una especie de jugo geológico en una cámara de magma donde los circones se forman antes de llegar a la superficie, y la corteza oceánica ingresa a la cámara antes que la corteza continental.
"Si colocas una cuenca oceánica debajo de este magma, se produce un cambio en la composición de este magma a medida que se incorpora", dijo el autor principal del estudio, Fernando Rey, estudiante de doctorado en la Escuela de Geociencias de UT Jackson. "Esto es algo que no estaba documentado antes de este estudio."
Esta teoría de la mezcla de magma oceánico es importante porque podría representar un paso de transición en la formación de cuencas de arco posterior, una estructura geológica importante que da forma a los paisajes, los registros geológicos y ayuda a regular el clima del planeta.
Estas cuencas se forman entre las placas tectónicas oceánicas y continentales, abriéndose cuando las placas se separan y cerrándose cuando se vuelven a unir. Si bien la apertura de la cuenca crea corteza oceánica, su cierre comprime la corteza formando montañas, lo que trae un registro geológico de la historia de la Tierra a la superficie donde los humanos pueden acceder más fácilmente a él, dijo el coautor Matt Malkowski, profesor asistente en la Escuela Jackson. Departamento de Ciencias de la Tierra y Planetarias. Es más, la erosión de la corteza oceánica es un factor importante en el almacenamiento natural de dióxido de carbono.
"Ésta es la forma que tiene la Tierra de secuestrar carbono. Es muy eficaz por sí sola, pero puede tardar cientos de miles, si no millones de años", afirmó Malkowski.
Malkowski recolectó los circones examinados en el estudio de muestras de rocas y sedimentos en un sitio de campo en la Patagonia. Las muestras capturaron el registro completo de la cuenca del arco posterior, denominada Cuenca de Rocas Verdes, desde la apertura hasta el cierre.
Cuando Rey comenzó a analizar las firmas químicas de los circones, al principio nada parecía fuera de lugar. Las circonitas asociadas a una cuenca abierta tenían la firma esperada. Sin embargo, cuando comenzó a examinar los circones asociados con el cierre de la cuenca, la firma no experimentó el cambio químico esperado, conocido por los científicos como "descenso" debido a la forma en que los datos que trazan las proporciones de isótopos van desde un aumento constante hasta una disminución constante. abajo.
Cuando esa firma de descenso no apareció hasta 200 millones de años después, apareciendo en circones que se formaron hace 30 millones de años cuando la cuenca ya estaba en su fase de cierre, Rey y sus colaboradores plantearon la hipótesis de un escenario que podría ayudar a explicar los datos.
En su artículo, proponen un modelo en el que las mismas fuerzas tectónicas que comprimen la corteza oceánica hasta convertirla en montañas podrían estar empujando partes de esa corteza y empujándola hacia la cámara magmática donde se forman los circones, lo que influye en las firmas químicas registradas en los cristales durante la formación de circones. etapas tempranas a medias de cierre. A medida que los continentes continúan apretándose, la corteza oceánica eventualmente es reemplazada por corteza continental, la fuente de la señal de descenso.
Los investigadores creen que esta fase de transición en la que los circones son exprimidos por la corteza oceánica podría ser parte de las cuencas de arco posterior en todo el mundo. Pero hay una buena razón por la que no se ha observado antes, afirmó Rey. La mayoría de las cuencas de arco posterior se cierran más rápido que la Patagonia (en unos pocos millones de años en lugar de decenas de millones de años), lo que significa una ventana de tiempo más corta en la que se pueden formar estos circones.
Ahora que los científicos han descubierto esta señal de circón en la Patagonia, pueden comenzar a buscar señales en circones de otros lugares. Actualmente, Rey está analizando circones del Mar de Japón (una moderna cuenca de arco posterior que se encuentra en las primeras etapas de cierre) para ver si hay signos de corteza oceánica que influyan en la firma del circón.
Esta investigación se suma a un registro de descubrimientos sobre cuencas de arco posterior en UT Austin, dijo Malkowski. El profesor Ian Dalziel es autor del conocido libro Naturaleza. artículo de 1974 que reconoció por primera vez que los Andes de la Patagonia se estaban formando debido al cierre de la cuenca del arco posterior.
"Aquí estamos, 50 años después, y todavía estamos aprendiendo cosas nuevas sobre estas rocas", dijo Malkowski.
Más información: FM Rey et al, Registro isotópico detrítico de un orógeno acrecionista en retirada:un ejemplo de los Andes patagónicos, Geología (2024). DOI:10.1130/G51918.1
Información de la revista: Naturaleza , Geología
Proporcionado por la Universidad de Texas en Austin
