18.2: La geología de la corteza oceánica
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Como se discutió en el Capítulo 10, la corteza oceánica se forma en las crestas extendidas del fondo marino a partir del magma generado por la fusión por descompresión de la roca caliente del manto que se mueve hacia arriba (Figura\(\PageIndex{3}\)). Alrededor del 10% de la roca del manto se funde bajo estas condiciones, produciendo magma máfico. Este magma rezuma hacia el fondo del mar para formar basaltos de almohada (Figura\(\PageIndex{1}\)), brechas (roca basáltica fragmentada) y flujos, intercalados en algunos casos con piedra caliza o cerda. Debajo de la roca volcánica hay capas con diques chapados gabbroicos (que a veces se extienden hasta la capa de almohada), existencias gabbroicas y finalmente peridotita en capas (roca ultramafica) en la base. La roca ultramáfica del manto yace debajo de eso. Con el tiempo, la roca ígnea de la corteza oceánica se cubre con capas de sedimentos, que eventualmente se convierten en roca sedimentaria, incluyendo piedra caliza, lodo, cerda y turbiditas. Las litologías de las capas de la corteza oceánica se muestran en la Figura\(\PageIndex{1}\).
La edad de la corteza oceánica ha sido determinada por variaciones sistemáticas de mapeo en la fuerza del campo magnético de la Tierra a través del fondo marino y comparando los resultados con nuestra comprensión del registro de la cronología de inversión del campo magnético de la Tierra durante los últimos cientos de millones de años. Las edades de diferentes partes de la corteza se muestran en la Figura\(\PageIndex{2}\). La corteza oceánica más antigua es de alrededor de 280 Ma en el Mediterráneo oriental, y las partes más antiguas del océano abierto son alrededor de 180 Ma a ambos lados del Atlántico norte. Puede ser sorprendente, considerando que partes de la corteza continental tienen cerca de 4,000 Ma de antigüedad, que el fondo marino más antiguo sea menos de 300 Ma. Por supuesto, la razón de esto es que todo el fondo marino más antiguo que el que se ha sometido o empujado hacia arriba para formar parte de la corteza continental. Por ejemplo, hay fragmentos de fondo marino en Columbia Británica que datan de alrededor de 380 y 220 Ma, y hay rocas similares en el Escudo Canadiense que tienen más de 3 Ga.
Como cabría esperar, la corteza oceánica es muy joven cerca de las crestas extendidas (Figura\(\PageIndex{2}\)), y existen diferencias obvias en la tasa de propagación del fondo marino a lo largo de diferentes crestas. Las crestas en el Pacífico y el sureste del Océano Índico tienen amplias bandas de edad, lo que indica una rápida propagación (acercándose a los 10 centímetros al año (cm/a) en cada lado en algunas zonas), mientras que las del Océano Índico Atlántico y Occidental se están extendiendo mucho más lentamente (menos de 2 cm/a en cada lado en algunas zonas).
Este mapa muestra los patrones magnéticos en la placa Juan de Fuca. Las bandas coloreadas representan periodos de magnetismo normal, mientras que las bandas blancas representan magnetismo invertido. También se muestra una escala de tiempo de inversión magnética.
- ¿Qué edad tiene la parte más antigua de la Placa Juan de Fuca que se subduce a lo largo del límite de subducción de Cascadia?
- ¿Qué edad tiene la parte más joven de la Placa Juan de Fuca que está subduciendo?
Los patrones magnéticos y la cronología aquí mostrados han sido codificados por colores para que sean fáciles de interpretar, pero en la mayoría de esos mapas los patrones magnéticos se muestran solo como franjas blancas y negras, lo que dificulta mucho la interpretación de las edades del fondo marino. Los patrones de inversión magnética que no tienen contexto (como la edad 0 a lo largo de la cresta extendida en este caso) son muy difíciles de interpretar.
Como se desprende de las Figuras 18.1.1 y 18.1.2, el fondo marino está salpicado de cadenas de montos submarinos, montos submarinos aislados e islas oceánicas. Casi todas estas características son volcanes, y la mayoría son mucho más jóvenes que la corteza oceánica sobre la que se formaron. Algunos montos submarinos e islas oceánicas se forman sobre las plumas del manto, siendo el mejor ejemplo Hawái. El más antiguo de los montos submarinos hawaiano/emperador está fechado alrededor de los 80 Ma; está situado en la corteza oceánica de entre 90 y 100 Ma. El más joven de las lavas hawaianas —en el volcán Kilauea en la isla de Hawai— tiene ahora más de un año (la última erupción fue el 30 de abril de 2018). La isla está rodeada de corteza oceánica que tiene alrededor de 85 Ma de antigüedad. Todas las islas volcánicas derivadas de la pluma del manto están dominadas por rocas máficas.
Muchos montos submarinos están relacionados con la subducción a lo largo de las fronteras convergentes oceánicas. Estos incluyen a las Aleutianas, que se extienden desde Alaska hasta Rusia, y las Antillas Menores en la parte oriental del Caribe.
Algunos de los cinturones lineales de volcanes en el Océano Pacífico no muestran relaciones entre edades y distancias como los volcanes de la cadena Hawaii-Emperador o las Islas Galápagos. Por ejemplo, las Islas Line, que se extendieron a lo largo de más de mil kilómetros al sur de la cadena hawaiana, se formaron todas entre 70 y 85 Ma y se interpretan como relacionadas con el rifting.
La mayoría de las islas tropicales tienen asociados arrecifes carbonatados, en algunos casos, como franjas alrededor de la isla, y en algunos casos, como barreras a cierta distancia. En muchos casos, el arrecife está ahí, pero la isla que se supone que ha llevado a su formación se ha ido. La formación de arrecifes francos, arrecifes de barrera y atolones se ilustra en la Figura\(\PageIndex{4}\).
El factor clave en este proceso es el cambio del nivel del mar, ya sea por el aumento posglacial del nivel del mar, o por el hundimiento de un volcán —ya que se aleja de una cresta que se extiende— o ambos. Si la tasa de cambio del nivel del mar es lo suficientemente lenta (por ejemplo, menos de 1 cm/año), un arrecife puede mantenerse al día y mantener su posición al nivel del mar mucho después de que su isla volcánica madre haya desaparecido bajo las olas.
Descripciones de imagen
[Volver a la figura\(\PageIndex{1}\)]
Descripción de la\(\PageIndex{3}\) imagen de la figura: La placa de Juan de Fuca se encuentra entre la Placa del Pacífico y la Placa de América del Norte a lo largo de la costa oeste de la isla de Vancouver y el La Placa Juan de Fuca está subduciendo bajo la Placa de América del Norte a lo largo del límite de subducción de Cascadia. La Placa Juan de Fuca es la más joven a lo largo de la cresta Juan de Fuca en la Placa del Pacífico y es más antigua a medida que se mueve hacia el este Las escalas de tiempo magnéticas muestran períodos de inversión magnética, y las edades de las partes de la placa de Juan de Fuca que están subduciendo van desde poco más de 0 Ma en la esquina noroeste de la placa hasta más de 8 Ma en la esquina sureste de la placa. [Volver a la figura\(\PageIndex{3}\)]
Descripción de la\(\PageIndex{4}\) imagen de la figura: Se forma una isla volcánica y se desarrolla un arrecife de borde alrededor de ella en el agua Se convierte en una barrera de coral a medida que la isla volcánica se desploma y el agua es capaz de albergarse entre la isla y el arrecife para formar una laguna. Un atolón se forma cuando el volcán se desploma lo suficiente como para que ya no infrinja la superficie del océano sino que el arrecife permanece para formar una charca. [Volver a la figura\(\PageIndex{4}\)]
Atribuciones de medios
- Figuras 18.2.1, 18.2.3, 18.2.4: © Steven Earle. CC POR.
- Figura\(\PageIndex{2}\): “Edad de la litosfera oceánica” © Administración Nacional Oceánica y Atmosférica. Adaptado por Steven Earle. CC BY-SA.