Limalok (anteriormente conocido como Harrie o Harriet ) es un guyot / mesa montañosa del Cretácico [a] - Paleoceno [b] en el sureste de las Islas Marshall , uno de varios montes submarinos (un tipo de montaña volcánica submarina) en el Océano Pacífico . Probablemente se formó por un punto caliente volcánico en la actual Polinesia Francesa . Limalok se encuentra al sureste del atolón Mili y el atolón Knox , que se elevan sobre el nivel del mar, y está unido a cada uno de ellos a través de una cresta volcánica. Se encuentra a una profundidad de 1.255 metros (4.117 pies) y tiene una plataforma en la cima con un área de 636 kilómetros cuadrados (246 millas cuadradas).
Limalok está formado por rocas basálticas y probablemente fue un volcán escudo al principio; los puntos calientes de Macdonald , Rarotonga , Rurutu y Society pueden haber estado involucrados en su formación. Después de que cesó la actividad volcánica, el volcán se erosionó y, por lo tanto, se aplanó, y se formó una plataforma de carbonato sobre él durante el Paleoceno y el Eoceno . Estos carbonatos fueron producidos principalmente por algas rojas , formando un atolón o una estructura similar a un atolón con arrecifes .
La plataforma se hundió por debajo del nivel del mar hace 48 ± 2 millones de años durante el Eoceno, tal vez porque se desplazó a través del área ecuatorial , que era demasiado caliente o rica en nutrientes para soportar el crecimiento de un arrecife de coral. El hundimiento térmico bajó el monte submarino sumergido a su profundidad actual. Después de una pausa que duró hasta el Mioceno , [c] la sedimentación comenzó en el monte submarino que llevó a la deposición de costras de manganeso y sedimentos pelágicos ; el fosfato se acumuló en algunos sedimentos con el tiempo.
Limalok era anteriormente conocido como Harrie Guyot [3] y también es conocido como Harriet Guyot; [4] Limalok se refiere a una cacica tradicional del atolón Mile . [5] Limalok es uno de los montes submarinos que se seleccionaron durante el Programa de Perforación Oceánica , [6] que era un programa de investigación que tenía como objetivo dilucidar la historia geológica del mar mediante la obtención de núcleos de perforación de los océanos. [6] [7] La proporción de material recuperado durante la perforación [8] fue baja, lo que dificultó la reconstrucción de la historia geológica de Limalok. [9]
Limalok se encuentra en el extremo más meridional [10] de la cadena Ratak [11] en el sureste de las Islas Marshall [12] en el Océano Pacífico occidental . [6] El atolón Mili está ubicado a 53,7 kilómetros (33,4 millas) de Limalok, [3] con el atolón Knox entre los dos. [13]
El monte submarino relativamente pequeño [14] se eleva desde una profundidad de 4.500 metros (14.800 pies) [15] hasta una profundidad mínima de 1.255 metros (4.117 pies) bajo el nivel del mar. [16] La cima de Limalok tiene 47,5 kilómetros (29,5 millas) de largo [3] y se ensancha hacia el sureste desde menos de 5 kilómetros (3,1 millas) a más de 24 kilómetros (15 millas), [13] formando una plataforma de cumbre de 636 kilómetros cuadrados (246 millas cuadradas). [17] La plataforma carbonatada de Limalok aflora en los bordes de la meseta de la cumbre. [10] Amplias terrazas [10] y numerosos bloques de fallas rodean la meseta de la cumbre; [18] algunos de estos últimos pueden haberse formado después de que la plataforma carbonatada dejara de crecer. [19]
El atolón Mili y Limalok emergen de un pedestal común [9] y están conectados por una cresta a 1,5 kilómetros (0,93 mi) de profundidad. [15] El fondo marino tiene entre 152 [20] y 158 millones de años, [21] pero es posible que Limalok surja de basaltos de inundación del Cretácico [d] en lugar del fondo marino en sí. [23] Los sedimentos volcánicos en la cuenca oriental de las Marianas pueden provenir de este monte submarino. [24]
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El fondo marino del Océano Pacífico, especialmente las partes que son de la era Mesozoica , contiene la mayoría de los guyots del mundo (también conocidos como montes de mesa [25] ). Estas son montañas submarinas [26] que se caracterizan por pendientes pronunciadas, una cima plana y generalmente la presencia de corales y plataformas de carbonato . [1] Estas estructuras se formaron originalmente como volcanes en el Océano Mesozoico. Los arrecifes de franja pueden haberse desarrollado en los volcanes, que luego fueron reemplazados por arrecifes de barrera a medida que los volcanes se hundieron y se convirtieron en atolones. El hundimiento continuo equilibrado por el crecimiento ascendente de los arrecifes condujo a la formación de gruesas plataformas de carbonato. [27] La actividad volcánica puede ocurrir incluso después de la formación del atolón o formas terrestres similares a atolones [e] , y durante los episodios en los que las plataformas se elevaron por encima del nivel del mar, se desarrollaron características erosivas como canales y agujeros azules [f] . [30] La corteza debajo de estos montes submarinos tiende a hundirse a medida que se enfría y, por lo tanto, las islas y los montes submarinos se hunden. [31]
La formación de muchos montes submarinos [32] incluyendo Limalok [33] se ha explicado con la teoría de puntos calientes , en la que un "punto caliente" que se eleva desde el manto conduce a la formación de cadenas de volcanes que se vuelven progresivamente más viejos a lo largo de la longitud de la cadena, con un volcán activo en un solo extremo del sistema, a medida que la placa se mueve sobre el punto caliente. [34] Los montes submarinos y las islas en las Islas Marshall no parecen haberse originado a partir de un simple vulcanismo de puntos calientes de progresión en la edad, ya que las progresiones de edad en las cadenas individuales de islas y montes submarinos a menudo son inconsistentes con esta explicación. [35] Una solución a este dilema puede ser que más de un punto caliente pasó por las Islas Marshall, [36] y también es posible que el vulcanismo de puntos calientes se viera afectado por la deformación extensional de la litosfera . [37] Para Limalok, la evidencia geoquímica muestra afinidades con el punto caliente de Rarotonga [38] que es diferente a las tendencias geoquímicas en los otros volcanes de la Cadena Ratak. [39] Las reconstrucciones de la historia geológica del área sugieren que el primer punto caliente que pasó por Limalok fue el punto caliente Macdonald hace 95-85 millones de años, seguido por el punto caliente Rurutu y el punto caliente Society hace 75-65 millones de años. [40] Los puntos calientes de Rarotonga y especialmente Rurutu se consideran los candidatos más probables para el punto caliente que formó Limalok. [41] Sin embargo, algunas inconsistencias paleogeográficas indican que las fracturas litosféricas secundarias a la actividad del punto caliente también estuvieron involucradas. [42]
A partir de las reconstrucciones del movimiento de las placas , se ha establecido que las Islas Marshall estaban ubicadas en la era que hoy ocupa la Polinesia Francesa, durante la época de vulcanismo activo. Ambas regiones presentan numerosas cadenas de islas, fondos oceánicos anormalmente poco profundos y la presencia de volcanes. [43] Alrededor de ocho puntos calientes han formado una gran cantidad de islas y montes submarinos en esa región, con geoquímicas dispares; [44] la provincia geológica ha sido llamada "Anomalía Isotópica y Térmica del Pacífico Sur" o anomalía DUPAL. [45]
Limalok ha erupcionado rocas basálticas , [13] que han sido clasificadas como basaltos alcalinos , [46] basanita [39] y nefelinita . [47] Los minerales contenidos en las rocas son apatita , [48] augita , [49] biotita , clinopiroxeno , olivino , nefelina y plagioclasa , [48] y hay xenolitos ultramáficos . [50] Los procesos de fraccionamiento de cristales superficiales parecen haber estado involucrados en la génesis de los magmas erupcionados por Limalok. [51]
La alteración del material original ha formado calcita , clorita , arcilla , iddingsita , montmorillonita , zeolita y un mineral que podría ser celadonita . [41] [48] También existen areniscas volcanogénicas [52] y rastros de alteración hidrotermal en Limalok. [48]
Se han encontrado materiales de costra de carbonato, arcilla, [13] fosfato de manganeso [g] [54] y lutitas en pozos [28] o se han dragado del monte submarino. [54] Los carbonatos toman varias formas, como grainstone , packstone , [28] piedra caliza , [55] rudstone y wackestone . [28] La porosidad suele ser baja debido a la cementación de los depósitos, [55] un proceso en el que los granos de la roca se solidifican y los poros se rellenan por la deposición de minerales como el carbonato de calcio . [56] Las rocas carbonatadas muestran evidencia generalizada de alteración diagenética , [57] lo que significa que los carbonatos se han modificado química o físicamente después de ser enterrados. [56] Por ejemplo, la aragonita , la pirita [58] y el material orgánico se formaron por alteración de seres vivos dentro de las arcillas y calizas. [59]
Limalok es el guyot más joven de las Islas Marshall. [4] La datación argón-argón ha arrojado edades de 69,2 [62] y 68,2 ± 0,5 millones de años en rocas volcánicas dragadas de Limalok. [63] El volcán del atolón Mili probablemente no sea mucho más joven que Limalok. [64] Durante el Cretácico, Limalok probablemente estaba ubicado en la Polinesia Francesa; [33] el paleomagnetismo indica que Limalok se formó a 15 [65] –10 grados de latitud sur. Las calizas tempranas dragadas de Limalok se consideraron de edad Eoceno (hace 56–33,9 millones de años [2] ) antes de que también se descubrieran depósitos del Paleoceno anterior. [9]
Limalok se formó inicialmente como un volcán en escudo . [33] Las rocas volcánicas se emplazaron como flujos de lava [41] con espesores que alcanzan entre 1 y 7 metros (3 pies 3 pulgadas - 23 pies 0 pulgadas). [66] Además, se encuentran brechas [h] [16] y guijarros encerrados dentro de sedimentos. [52]
Los suelos formados en el volcán [13] a través de la erosión de rocas volcánicas, [46] alcanzando un espesor de 28,6 metros (94 pies); [47] las arcillositas [46] y las lateritas también se generaron a través de la erosión. [47] Estos depósitos se formaron durante un largo tiempo en una isla que se elevó al menos varios metros sobre el nivel del mar [52] – el tiempo estimado que tomó generar los perfiles de suelo obtenidos en núcleos de perforación es de alrededor de 1 a 3 millones de años. [20] El hundimiento térmico de la corteza [33] y la erosión aplanaron el monte submarino antes de que comenzara la deposición de carbonato en Limalok, [54] y es posible que el crecimiento de otro volcán al sur de Limalok 1 a 2 millones de años después de que Limalok se desarrollara pueda ser responsable de una inclinación hacia el sur del monte submarino. [64]
Los suelos de Limalok fueron colonizados por vegetación [33] que dejó cutículas vegetales y tejidos leñosos; en el volcán se desarrollaron angiospermas que incluían palmas , helechos y hongos con una baja diversidad general. [47] Los organismos excavaron en los suelos, dejando cavidades. [59] El clima era probablemente tropical a subtropical , [47] con una precipitación anual de menos de 1000 milímetros por año (39 pulgadas/año). [68]
La erosión de la isla volcánica fue seguida después de algún tiempo por el comienzo del crecimiento de la plataforma carbonatada . [69] La sedimentación comenzó en el Paleoceno con uno o dos eventos en los que el monte submarino quedó sumergido; [13] el inicio de la sedimentación se ha datado hace unos 57,5 ± 2,5 millones de años. [70] Después de una fase del Paleoceno con condiciones de mar abierto o arrecife trasero, se desarrollaron entornos lagunares en el monte submarino durante el Eoceno . [71] Es posible que la plataforma emergiera periódicamente por encima del nivel del mar , lo que llevó a su erosión . [54] [72] No está claro si la plataforma tomó la forma de un atolón , o de una plataforma poco profunda protegida en un lado por islas o bancos de arena , similar a los actuales bancos de Bahamas . [28] [73] El aumento del nivel del mar en la transición Paleoceno-Eoceno puede haber desencadenado una transformación de una plataforma parcialmente protegida a un verdadero atolón en forma de anillo. [74]
La plataforma carbonatada alcanza un espesor total de 290 metros (950 pies) en un núcleo de perforación . [16] Los núcleos de perforación en la plataforma muestran variaciones entre las capas de carbonato individuales que implican que partes de la plataforma estuvieron sumergidas y emergieron con el tiempo mientras la plataforma todavía estaba activa, [46] posiblemente debido a las variaciones eustáticas del nivel del mar. [75] Además, la plataforma se vio afectada por tormentas que redepositaron el material carbonático. [74] La deposición de la plataforma duró alrededor de 10 millones de años, [76] abarcando el Máximo Térmico del Paleoceno-Eoceno (PETM). [i] La evidencia del núcleo de perforación [77] muestra que el PETM tuvo poco impacto en la deposición de carbonato en Limalok a pesar de una disminución en la relación de isótopos δ13C registrada en los carbonatos, lo que implica que hubo pocos cambios en el pH del océano en ese momento. [78]
Los seres vivos dominantes en Limalok eran algas rojas que ocupaban muchos nichos ecológicos y formaban rodolitos . [j] Otras formas de vida eran [13] bivalvos , [80] briozoos , [15] corales , equinodermos , equinoides , foraminíferos , [k] gasterópodos , moluscos y ostrácodos . [80] Las especies y la composición general variaron con el tiempo, lo que llevó a que se encontraran diferentes especies en diferentes partes de la plataforma. [13] Las algas rojas fueron importantes colonizadores tempranos, [69] y las esteras de algas y los oncoides [l] fueron aportados por algas y/o cianobacterias . [82]
Se dice que una plataforma carbonatada se "ahoga" cuando la sedimentación ya no puede seguir el ritmo de los aumentos relativos del nivel del mar y se detiene la deposición de carbonato. [83] [84] Limalok se ahogó durante el Eoceno temprano-medio, poco después del comienzo del Luteciano , [54] hace 48 ± 2 millones de años. [70] Es la plataforma carbonatada más reciente en la región en sumergirse: [9] la plataforma similar en el vecino atolón Mili todavía está depositando carbonato. [85] [86]
Los hundimientos de plataformas carbonatadas como Limalok, MIT , Takuyo-Daisan y Wōdejebato parecen tener muchas causas. Una es la caída del nivel del mar que provocó la emergencia de gran parte de la plataforma; esto reduce el espacio que los organismos formadores de carbonato tienen para crecer hacia arriba cuando el nivel del mar vuelve a subir. Un segundo factor es que estas plataformas no eran verdaderos arrecifes sino más bien pilas de sedimentos carbonatados formados por organismos ; estas construcciones no pueden superar fácilmente el aumento del nivel del mar cuando crecen en un área restringida. [87] Dos factores clave finales son el paso de las plataformas a través de aguas ecuatoriales ricas en nutrientes que causan el crecimiento excesivo de algas que obstaculizaron el crecimiento de organismos formadores de arrecifes, y las temperaturas globales extremas que pueden sobrecalentar las plataformas, especialmente cuando están cerca del ecuador ; los eventos actuales de blanqueamiento de corales a menudo son desencadenados por el sobrecalentamiento y Limalok y los otros montes submarinos se estaban acercando al ecuador cuando se hundieron. [88] [89] En el caso de Limalok y otros guyots, los datos de paleolatitud respaldan la idea de que el acercamiento al ecuador condujo a la desaparición de las plataformas. [90]
Después de que la plataforma dejó de crecer, la subsidencia bajó rápidamente la mesa de monte por debajo de la zona fótica , [m] donde la luz del sol todavía puede penetrar. [69] Se formaron suelos duros [n] [93] y costras de hierro y manganeso en la plataforma ahogada [6] que contienen sedimentos del Oligoceno (hace 33,9–23,02 millones de años [2] ) y fósiles planctónicos . [71] Algunas de las rocas sufrieron fosfatación [93] durante tres episodios separados en el Eoceno y el Eoceno-Oligoceno que pueden haber sido desencadenados por eventos de afloramiento oceánico en ese momento. [94]
Hasta el Mioceno , la sedimentación en Limalok probablemente se vio obstaculizada por fuertes corrientes . [95] Una importante sedimentación renovada comenzó en ese punto [71] después del ahogamiento de Limalok, con sedimentos que consistían principalmente en foraminíferos y otros nanofósiles . Algunos de los sedimentos fueron reelaborados después de la deposición. Al menos dos capas se formaron durante el Mioceno (hace 23,3–5,333 millones de años [2] ) y el Plioceno - Pleistoceno (hace 5,333–0,0117 millones de años [2] ), [6] alcanzando un espesor acumulado de 100–140 metros (330–460 pies). [96] [71] Químicamente, la mayoría de los sedimentos son calcita [97] y a menudo se presentan en forma de rudstone o wackestone. [98] Los bivalvos, equinodermos, foraminíferos [98] y ostrácodos [o] están fosilizados en los sedimentos , [96] que a veces contienen perforaciones y otros rastros de actividad biológica. [98]
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