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Explicando el enigma de las montañas de los Andes

Las montañas de los Andes son mucho más altas de lo que predicen las tectónicas de placas tectónicas, un hecho que ha desconcertado a los geólogos durante décadas

Figura. a) Espesor de sedimentos en los océanos y la topografía de los Andes. Las flechas blancas gruesas indican las velocidades de las placas. Las flechas negras delgadas indican las velocidades de la zanja. b) Reconstrucción de la Cordillera de Juan Fernández en relación con América del Sur. Las líneas discontinuas representan las paleo posiciones de JFR desde 60 Ma hasta el presente con un intervalo de 10 Myrs. Las líneas semitransparentes gruesas representan las corrientes oceánicas, con la corriente fría de Humboldt (o corriente del Perú) coloreada de azul y el resto de negro. La flecha verde indica la dirección de transporte de los sedimentos de relleno de zanjas. c) variación de la topografía andina máxima y el espesor de los sedimentos de relleno de zanjas con la latitud. Fuente Nature. Ver texto original para más detalles.

Los modelos de construcción de montañas tienden a enfocarse en las fuerzas de compresión profundamente arraigadas que ocurren cuando las placas tectónicas chocan y envían rocas hacia arriba. Un nuevo estudio demuestra cómo los modelos modernos de arriba hacia abajo que tienen en cuenta los factores relacionados con el clima combinados con los modelos tectónicos tradicionales de abajo hacia arriba pueden ayudar a descubrir la desconcertante historia de la Cordillera de los Andes.

La Cordillera de los Andes vista desde un avión, entre Santiago de Chile y Mendoza, Argentina, en verano. Wikipedia

El estudio, dirigido por el ex estudiante graduado de la Universidad de Illinois Urbana-Champaign Jiashun Hu, el profesor de geología de Illinois Lijun Liu y el profesor del Instituto de Tecnología de California Michael Gurnis, se publica en la revista Nature Communications.

"Los Andes son únicos por su entorno tectónico", dijo Liu. "La porción central del rango es anormalmente alta para una formada por la tensión compresional relativamente baja y el acoplamiento de la interfaz de placa débil que creemos que ocurre cuando la corteza oceánica densa y delgada se subduce o se desliza debajo de la corteza continental gruesa".

Los datos geoquímicos y cronológicos indican que la fase de construcción de la montaña andina más reciente comenzó hace 40 millones de años, y el acortamiento de la corteza más importante, el proceso de formación de la montaña, comenzó en la parte centro-norte de los Andes actuales y se expandió gradualmente hacia el sur.

Hay evidencia geológica preservada a lo largo de la costa andina que indica que la expansión hacia el sur del crecimiento de la montaña andina continúa hoy, dijo Liu, pero aún no está claro qué está causando esta migración y deformación cortical significativa.

Numerosos estudios muestran que las tasas de erosión más altas en el sur de los Andes, debido a un clima más cálido y húmedo que en el norte, se corresponden cronológicamente con evidencia de un aumento de la afluencia de sedimentos en la Fosa Andina. Los investigadores dijeron que este sedimento, que se depositó a lo largo del fondo de la zanja a lo largo del borde de subducción de la placa de Nazca, pudo haber actuado como lubricante sobre la placa de subducción al reducir las fuerzas de compresión y dar como resultado montañas más bajas.

El equipo de Liu ha llevado esta relación clima-tectónica un paso más allá al descubrir el efecto de una curiosa característica de tendencia este-oeste conocida como la Cordillera de Juan Fernández, una cadena de puntos calientes volcánicos sumergidos que todavía existe en la actualidad.

"Hoy, donde la cordillera Juan Fernández se cruza con la costa de Chile, actúa como una barrera para los sedimentos que migran hacia el norte", dijo Hu, el autor principal del estudio.

"Presumimos que esta cresta ha existido durante millones de años, migrando lentamente hacia el sur con la placa de Nazca en subducción, privando de sedimentos a la Fosa Andina del norte que ayudó a aumentar el acoplamiento de placas y la formación de montañas detrás de la cresta migratoria".

El nuevo modelo del equipo tiene en cuenta el impacto de la Cordillera Juan Fernández en el transporte de sedimentos a lo largo del tiempo.

"Cuando usamos nuestro modelo para revertir el tiempo y reconstruir la historia de subducción de la Placa de Nazca en el espacio 3D, los efectos de incluir la Cordillera de Juan Fernández se corresponden notablemente bien con las características geológicas que vemos en los Andes hoy", dijo Hu.

El modelo aún no se ha probado con la amplia gama de hipótesis que existen para la formación de la Cordillera de los Andes, algunas de las cuales incluyen geometrías de subducción de placas increíblemente complejas, informa el estudio.

"Este estudio es un paso crítico hacia adelante para tener la capacidad de vincular cuantitativamente el clima y la tectónica, algo que no está bien representado en los estudios anteriores", dijo Liu.

La Fundación Nacional de Ciencias, la Fundación Nacional de Ciencias Naturales de China y el Centro de Ciencia e Ingeniería Computacional de la Universidad de Ciencia y Tecnología del Sur apoyaron este estudio.

Referencia
Southward expanding plate coupling due to variation in sediment subduction as a cause of Andean growth. Jiashun Hu, Lijun Liu & Michael Gurnis. Nature Communications volume 12, Article number: 7271 (2021)
https://www.nature.com/article...

Esta entrada se publicó en Noticias en 25 Dic 2021 por Francisco Martín León