Hace unos 300 millones de años, la masa de tierra que ahora es América del Norte chocó con Gondwana, un supercontinente compuesto por el actual África y América del Sur. Ese choque de continentes levantó toneladas de roca por encima del terreno circundante para formar el extremo sur delas montañas Apalaches ahora vistas en Alabama, Tennessee y Georgia. Un equipo de geofísicos ha reconstruido la fase terminal de esa colisión y ha desarrollado una nueva imagen de cómo se desarrolló.
El estudio, dirigido por investigadores de la Universidad de Brown, utilizó estaciones de monitoreo sísmico para crear una imagen similar a un sonograma de la corteza debajo del sur de los EE. UU., Cerca de la base sur de los Apalaches. La investigación muestra que la corteza de Gondwana fue empujada sobre América del Nortecuando los dos continentes chocaron, deslizándose hacia el norte hasta 300 kilómetros antes de que los dos continentes se separaran y se separaran hace unos 200 millones de años. El proceso revelado por el estudio se parece mucho al proceso que está construyendo el Himalaya hoy, como el continente euroasiáticoestá empujando sobre el subcontinente indio.
"Demostramos que una colisión continental que ocurrió hace 300 millones de años se parece mucho a la colisión que vemos hoy en el Himalaya", dijo Karen Fischer, profesora del Departamento de Ciencias de la Tierra, Ambientales y Planetarias de Brown y coautoradel estudio: "Este es el caso mejor documentado que conozco en el que la sutura final entre las costras continentales antiguas tiene una geometría similar al contacto de la corteza actual entre India y Eurasia debajo del Himalaya".
La investigación fue dirigida por Emily Hopper, quien obtuvo su doctorado en Brown en 2016 y ahora es becaria postdoctoral en el Observatorio de la Tierra Lamont-Doherty de la Universidad de Columbia. El estudio se publica en línea en la revista Geología .
Para el estudio, el equipo de investigación colocó 85 estaciones de monitoreo sísmico en el sur de Georgia y partes de Florida, Carolina del Norte y Tennessee. Los investigadores también usaron datos de Earthscope Transportable Array, una amplia gama de estaciones sísmicas que atravesaron elEstados Unidos contiguos entre 2005 y 2015. En total, 374 estaciones sísmicas registraron las débiles ondas vibratorias de terremotos distantes mientras viajaban a través de las rocas debajo.
La energía acústica de los terremotos puede viajar a través de la Tierra como diferentes tipos de ondas, incluidas las ondas de corte, que oscilan perpendicularmente a la dirección de propagación, y las ondas de compresión, que oscilan en la misma dirección a medida que se propagan. Al analizar el grado de cortelas ondas se convierten en ondas de compresión cuando alcanzan un contraste en las propiedades de las rocas, los investigadores podrían crear una imagen sísmica de la corteza subsuperficial.
El estudio detectó una delgada capa continua de roca que comienza cerca de la superficie y se inclina suavemente hacia el sur hasta profundidades de aproximadamente 20 kilómetros, en las cuales las ondas sísmicas viajan más rápido que en las rocas circundantes. Esa capa se extiende hacia el sur a unos 300 kilómetros del centroGeorgia hasta el norte de Florida. Se extiende alrededor de 360 kilómetros de este a oeste, desde la parte central de Carolina del Sur, a través de todo Georgia y hasta el este de Alabama.
La explicación más probable para esa capa anómala, dicen los investigadores, es que es una zona de cizallamiento, el contacto a lo largo del cual la placa de Gondwanan se deslizó sobre la placa proto-norteamericana.
"Donde estos dos bloques corticales entraron en contacto, habría habido una deformación tremenda que alineó los granos minerales en las rocas y cambió las velocidades de propagación de las ondas sísmicas", dijo Fischer. "Entonces nuestra explicación preferida para esta capa continua esque estamos viendo una alineación mineral en la zona de corte entre estas dos placas "
La presencia de esta zona de cizallamiento generalizada y de suave pendiente pinta una nueva imagen de las etapas finales de la colisión entre los dos continentes. Los investigadores habían pensado durante mucho tiempo que los proto-norteamericanos y Gondwana colisionaron en una zona de cizallamiento con una pendiente mucho más pronunciada,llevando a algunos a la vista de que las dos placas se deslizaron lateralmente entre sí, pero una zona de cizalladura tan pronunciada contrastaría con los 300 kilómetros de zona de cizalla casi horizontal que se encuentran en este nuevo estudio.
La geometría del contacto detectado en el estudio es similar al proceso que actualmente está elevando el Himalaya. En esa colisión, dice Fischer, la corteza euroasiática ha sobrepasado el subcontinente indio en una distancia similar a la encontrada en los Apalaches. Ese procesocontinúa hoy, elevando el Himalaya de 4 a 10 milímetros por año.
La similitud entre los dos eventos les dice a los científicos que hay coherencia con el tiempo en la forma en que se construyen las montañas, dice Fischer.
"Cuando pensamos en la construcción de montañas, los Himalayas son el arquetipo", dijo. "Es interesante que una colisión que tuvo lugar hace 300 millones de años sea muy similar a la que está ocurriendo hoy".
Y eso tiene implicaciones para comprender la evolución de la corteza terrestre.
"Lo que nos dice es que la forma en que se deforma la corteza, donde es débil, dónde es fuerte y cómo se acomoda a la deformación, ha sido bastante uniforme a lo largo del tiempo", dijo Fischer. "La corteza no pudo haber sido demasiadomás caliente; no podría haber sido mucho más frío; y no podría haber tenido una distribución muy diferente de fluidos, ya que todas estas cosas influyen en la forma en que se deforma la corteza ".
Fuente de la historia :
Materiales proporcionado por Universidad de Brown . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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