La Tierra sólida actual está realmente activa, con nuevas placas generándose en las dorsales oceánicas y algunas placas antiguas hundiéndose hacia el interior a través de zonas de subducción. La subducción es, por tanto, un proceso clave de la tectónica y geodinámica de la Tierra. Sin embargo, el mecanismo de formación de una nueva zona de subducción, es decir, el inicio de la subducción (SI), es ampliamente debatido.
Este proceso fue el foco de un estudio dirigido por el Prof. Zhong-Hai Li (Universidad de la Academia de Ciencias de China). "En comparación con la subducción madura a largo plazo, su inicio es más bien un proceso 'instantáneo' con registros geológicos limitados. Además, estos registros experimentan erosión y modificación por la subducción posterior. En consecuencia, los registros geológicos remanentes son raros, lo que juega un papel importante una barrera importante para una mejor comprensión del proceso de inicio de la subducción", afirma Li.
Los geólogos intentaron descifrar el proceso SI analizando los registros característicos de las rocas. El registro magmático característico más estudiado es la secuencia de rocas del antearco (basalto del antearco-boninita-toleita del arco) en la zona de subducción de Izu-Bonin-Mariana (IBM). Además, las ofiolitas de tipo SSZ (Zona de Supra-Subducción), por ejemplo en Troodos (Chipre) y Semail (Omán), tienen características petrológicas y geoquímicas comparables con la secuencia del antearco de IBM.
Por lo tanto, se propone además que la ofiolita SSZ podría generarse durante el inicio de la subducción. Otro tipo de registro geológico del SI es la suela metamórfica, que normalmente emplaza acompañada de la SSZ-ofiolita. Todos estos registros magmáticos y metamórficos apuntan a una condición de alta temperatura y baja presión para el SI.
Entonces, "la pregunta es si el inicio de la subducción en la naturaleza requiere una condición tan crítica con temperaturas bastante altas a poca profundidad", dice Li.
En el océano actual existen varias zonas de subducción en etapas tempranas con registros geológicos diferenciales, por ejemplo, la zona de subducción de Puysegur al sur de Nueva Zelanda. Este proceso SI carece de los típicos registros magmáticos y metamórficos. En cambio, los registros geológicos incluyen las respuestas de la deformación estructural y la evolución sedimentaria.
De manera similar, hay una serie de zonas de subducción oceánicas jóvenes en el Pacífico occidental, por ejemplo, la zona de subducción Negro en el Mar de Sulu, y las zonas de subducción del norte de Sulawesi y Cotabato en el Mar de Célebes. Las condiciones térmicas en estos incipientes canales de subducción deberían ser más frías, al menos inferiores a la temperatura requerida para la generación de ofiolita y lenguado metamórfico.
"Por lo tanto, indica que la condición de temperatura extremadamente alta a poca profundidad, para la generación de ofiolita y lenguado metamórfico observados naturalmente, solo representa el miembro final de alta temperatura del inicio de la subducción, pero no puede usarse como diagnóstico para todos los SI ", dice Li, y además propone dos regímenes contrastantes para el inicio de la subducción, es decir, los miembros finales calientes versus fríos.
El régimen caliente del SI es más "tradicional", con registros geológicos de rocas magmáticas y metamórficas que se han considerado como respuestas típicas del SI e incluso como diagnóstico para descifrar casos paleo-SI en los orógenos. Por el contrario, el régimen frío SI carece de ese tipo de registros magmáticos y metamórficos y, por lo tanto, atrae menos atención en los estudios observacionales, pero ocurre en muchas zonas de subducción.
"En consecuencia, la SSZ-ofiolita y la suela metamórfica son sólo los registros típicos del SI caliente, pero no necesariamente se generan en el régimen frío del SI. Por lo tanto, no podemos utilizar registros de rocas tan específicos para juzgar la aparición del SI o no; en cambio, múltiples Las respuestas geológicas deberían combinarse para obtener una visión completa de esta cuestión desconcertante", afirma Li.
El estudio se publica en la revista National Science Review. .
Más información: Zhong-Hai Li, Inicio de la subducción de calor versus frío, National Science Review (2024). DOI:10.1093/nsr/nwae012
Proporcionado por Science China Press