Un nuevo estudio da respuesta a cómo y por qué las partes “estables” de los continentes se elevan gradualmente hasta formar algunas de las mayores formaciones topográficas del planeta.
Científicos de la Universidad de Southampton han descubierto que cuando las placas tectónicas se rompen, se desencadenan poderosas olas en las profundidades de la Tierra que pueden hacer que las superficies continentales se eleven más de un kilómetro.
Sus hallazgos ayudan a resolver un antiguo misterio sobre las fuerzas dinámicas que dan forma y conectan algunas de las formas terrestres más espectaculares de la Tierra: formaciones topográficas expansivas llamadas “escarpes” y “mesetas” que influyen profundamente en el clima y la biología.
La nueva investigación, dirigida por la Universidad de Southampton, examinó los efectos de las fuerzas tectónicas globales en la evolución del paisaje a lo largo de cientos de millones de años. Los hallazgos se publicaron en la revista Nature.
Tom Gernon, profesor de Ciencias de la Tierra en la Universidad de Southampton y autor principal del estudio, afirmó: “Los científicos han sospechado durante mucho tiempo que las características topográficas escarpadas de kilómetros de altura llamadas Grandes Escarpes, como el ejemplo clásico que rodea Sudáfrica, se forman cuando los continentes se fracturan y finalmente se separan”.
“Sin embargo, explicar por qué las partes internas de los continentes, alejadas de tales escarpes, se elevan y se erosionan ha resultado mucho más difícil. ¿Este proceso está siquiera vinculado a la formación de estos imponentes escarpes? En pocas palabras, no lo sabíamos”.
Los movimientos verticales de las partes estables de los continentes, llamadas cratones, siguen siendo uno de los aspectos menos comprendidos de la tectónica de placas.
El equipo de la Universidad de Southampton, que incluye a la Dra. Thea Hincks, el Dr. Derek Keir y Alice Cunningham, colaboró con colegas del Centro Helmholtz de Potsdam, el Centro Alemán de Investigación de Geociencias GFZ y la Universidad de Birmingham para abordar esta cuestión fundamental.
Sus resultados ayudan a explicar por qué partes de los continentes que antes se consideraban “estables” experimentan una elevación y erosión sustanciales, y cómo estos procesos pueden migrar cientos o incluso miles de kilómetros tierra adentro, formando regiones elevadas y extensas conocidas como mesetas, como la meseta central de Sudáfrica.
Basándose en su estudio que vincula las erupciones de diamante con la ruptura continental, publicado el año pasado en Nature, el equipo utilizó modelos informáticos avanzados y métodos estadísticos para investigar cómo ha respondido la superficie de la Tierra a la ruptura de las placas continentales a lo largo del tiempo.
Descubrieron que cuando los continentes se separan, el estiramiento de la corteza continental provoca movimientos de agitación en el manto terrestre (la capa voluminosa entre la corteza y el núcleo).
El profesor Sascha Brune, que dirige la Sección de Modelado Geodinámico en GFZ Potsdam, dijo: “Este proceso puede compararse con un movimiento de barrido que se desplaza hacia los continentes y perturba sus cimientos profundos”.
El profesor Brune y la Dra. Anne Glerum, también con base en Potsdam, realizaron simulaciones para investigar cómo se desarrolla este proceso. El equipo observó un patrón interesante: la velocidad de las “olas” del manto que se desplazaban bajo los continentes en sus simulaciones coincidía estrechamente con la velocidad de los principales eventos de erosión que arrasaron el paisaje del sur de África tras la ruptura del antiguo supercontinente Gondwana.
Los científicos juntaron evidencias para proponer que las Grandes Escarpaduras se originan en los bordes de antiguos valles de rift (fractura), muy similares a las paredes escarpadas que se ven en los márgenes del Rift de África Oriental en la actualidad. Mientras tanto, el evento de fractura también desencadena una “ola profunda del manto” que viaja a lo largo de la base del continente a unos 15-20 kilómetros por millón de años.
Creen que esta onda elimina por convección capas de roca de las raíces continentales.
“De manera muy similar a cómo un globo aerostático pierde peso para elevarse más alto, esta pérdida de material continental hace que los continentes se eleven, un proceso llamado isostasia“, dijo el profesor Brune en un comunicado.
Sobre la base de esto, el equipo modeló cómo responden los paisajes a esta elevación impulsada por el manto. Descubrieron que las inestabilidades migratorias del manto dan lugar a una ola de erosión superficial que dura decenas de millones de años y se mueve a través del continente a una velocidad similar. Esta intensa erosión elimina un enorme peso de roca que hace que la superficie terrestre se eleve aún más, formando mesetas elevadas.
“Nuestros modelos de evolución del paisaje muestran cómo una secuencia de eventos vinculados al ‘rifting’ puede dar lugar a un escarpe, así como a una meseta plana y estable, a pesar de que se ha erosionado una capa de varios miles de metros de rocas”, explicó Jean Braun, profesor de Modelado de Procesos de Superficie Terrestre en GFZ Potsdam, también con sede en la Universidad de Potsdam.
El estudio del equipo proporciona una nueva explicación para los desconcertantes movimientos verticales de los cratones lejos de los bordes de los continentes, donde el levantamiento es más común.
El Dr. Steve Jones, profesor asociado de Sistemas Terrestres en la Universidad de Birmingham, agregó: “Lo que tenemos aquí es un argumento convincente de que el ‘rifting’ puede, en determinadas circunstancias, generar directamente continentes de larga duración”.
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