La Fosa de Tonga es una fosa oceánica situada en el suroeste del océano Pacífico . Es la fosa más profunda del hemisferio Sur y la segunda más profunda de la Tierra después de la Fosa de las Marianas . La velocidad tectónica de placas más rápida de la Tierra se está produciendo en este lugar, ya que la Placa del Pacífico se está subduciendo hacia el oeste en la fosa.
El punto más profundo de la Fosa de Tonga, el Horizonte Profundo en 23°15′30″S 174°43′36″W / 23.25833°S 174.726667°W / -23.25833; -174.726667 , tiene 10.800 ± 10 m (35.433 ± 33 pies) de profundidad, lo que lo convierte en el punto más profundo del hemisferio sur y el segundo más profundo de la Tierra después del abismo Challenger en la Fosa de las Marianas . Lleva el nombre del buque de investigación Horizon del Instituto Scripps de Oceanografía , cuya tripulación encontró las profundidades en diciembre de 1952. [2]
Como una de las fosas abisales más profundas , el sedimento de Horizon Deep alberga una comunidad de lombrices intestinales . Un estudio de 2016 encontró que la abundancia de individuos en esta comunidad es seis veces mayor que en un sitio en el borde de la trinchera a aproximadamente 6250 m (20 510 pies) cerca de las profundidades y que la diferencia de biomasa entre estos lugares es aún mayor. La diversidad de especies, por otro lado, es dos veces mayor en la pendiente de la zanja, probablemente debido a un pequeño número de especies oportunistas en la zanja. [3] Las cifras de abundancia y biomasa son similares para las profundidades de la Fosa de las Marianas, pero considerablemente más bajas en la Fosa Perú-Chile . [4]
La fosa de Tonga y el área de operaciones fueron inspeccionados por el barco de apoyo, el Deep Sumersible Support Vessel DSSV Pressure Drop , con un sistema de ecosonda multihaz Kongsberg SIMRAD EM124. Los datos recopilados se donarán a la iniciativa GEBCO Seabed 2030. [5] [6] La inmersión fue parte de la Expedición Five Deeps . [7] El objetivo de esta expedición es mapear y visitar minuciosamente los puntos más profundos de los cinco océanos del mundo para fines de septiembre de 2019. [7]
Como parte de la expedición Five Deeps, Victor Vescovo visitó Sirena Deep, a 5.750 km (3.570 millas) de Horizon Deep, en el primer descenso con tripulación al fondo de Sirena Deep el 5 de junio de 2019 (en Deep-Submergence). Factor limitante DSV del vehículo , un sumergible modelo Triton 36000/2) y midió una profundidad de 10,823 m (35,509 pies) ±10 m (33 pies) mediante mediciones directas de presión CTD . [8] Este descenso y medición directa de la profundidad del Sirena Deep se produjo un mes después de descender cuatro veces al fondo del Challenger Deep , que también se encuentra aproximadamente a 6.000 km de la Fosa de Tonga.
La región entre la fosa de Tonga y la cuenca del arco posterior de Lau , la cresta Tonga-Kermadec , se mueve independientemente de las placas de Australia y del Pacífico y se subdivide en varias placas pequeñas, las placas de Tonga , Kermadec y Niuafo'ou . La Placa de Tonga está frente a la Fosa de Tonga. [9]
El sistema Tonga Trench-Arc es un margen convergente no acrecentario dominado por la extensión. La Placa del Pacífico se está subduciendo hacia el oeste en la fosa. La tasa de convergencia se ha estimado en 15 cm/año (5,9 pulgadas/año), pero las mediciones GPS en la trinchera norte indican una tasa de convergencia de 24 cm/año (9,4 pulgadas/año) allí. [10] Esta es la velocidad de placa más rápida en la Tierra, un resultado es la zona más activa de sismicidad del manto de la Tierra . [11] Las tasas de subducción disminuyen hacia el sur a lo largo del Arco Tonga-Kermadec, de 24 cm/año (9,4 pulgadas/año) en el norte a 6 cm/año (2,4 pulgadas/año) en el sur y también se vuelven más oblicuas hacia el sur. La elevada tasa en la Fosa de Tonga se debe en gran medida a una reducción de la extensión en la Cuenca de Lau. [12] La extensión de la corteza terrestre en la cresta Lau-Colville del Mioceno comenzó a las 6 Ma, lo que inició la apertura de la cuenca Lau - Havre Trough . Esta extensión se ha propagado hacia el sur desde entonces y se ha convertido en un centro de expansión en la cuenca de Lau frente a la fosa de Tonga. De este modo, se produce nueva corteza delante de las trincheras de Tonga-Kermadec, mientras que la corteza vieja se consume detrás de ella en la trinchera de Tonga. [13]
Si bien la mayoría de los grandes terremotos ocurren en la zona de contacto entre ambas placas tectónicas, relacionados con el rozamiento durante la subducción, otros se producen en la Placa del Pacífico debido a su flexión. [14] La corteza del Pacífico que desciende a la fosa es antigua, de entre 100 y 140 Ma, y relativamente fría, por lo que puede almacenar mucha energía elástica. A medida que se adentra en el manto, más de 600 km (370 millas), y encuentra barreras, se contorsiona, lo que produce terremotos profundos en el manto. [15]
A unos 500 km (310 millas) debajo de la cuenca del norte de Fiji , un segmento desprendido de la Placa Australiana subducida ha chocado con la Placa del Pacífico subducida, lo que produce muchos terremotos a gran escala. La placa del Pacífico subducida también se está deformando en la colisión, ya que ambas losas se asientan en la discontinuidad de 660 km . Esta colisión de losas probablemente ocurrió hace 5 a 4 millones de años, cuando la cuenca de Lau comenzó a abrirse. [dieciséis]
Las fosas oceánicas son sitios importantes para la formación de lo que se convertirá en la corteza continental y para el reciclaje de material de regreso al manto . A lo largo de la Fosa de Tonga los derretimientos derivados del manto se transfieren a los sistemas de arcos de islas, y se recolectan sedimentos oceánicos abisales y fragmentos de corteza oceánica. [10]
El extremo norte de la Fosa de Tonga (a 15°10'S) probablemente esté vinculado a la Zona de Fractura de Fiji, con una tendencia este-oeste al norte de Fiji, pero la fosa termina en una transición compleja de subducción a un movimiento de deslizamiento y los patrones de sismicidad indican una presencia de un c. Zona de transición de 100 km de ancho (62 millas) en lugar de una simple falla transformante . En o cerca de esta zona hay una triple unión cresta-cresta-cresta ( 15°37′S 174°52′W / 15.617°S 174.867°W / -15.617; -174.867 ), conocida como King's o Mangatolu Triple Unión (MTJ), caracterizada por deformación y vulcanismo reciente e intenso (ver por ejemplo Home Reef ). El arco volcánico de Tofua en el norte de Tonga Ridge se extiende a menos de 40 km (25 millas) del extremo norte de la trinchera. [17]
Justo al norte del MTJ se encuentra el Centro de Expansión de Lau del Noreste (NELSC), con orientación sur-norte, que intercepta el extremo norte de la Fosa de Tonga y es uno de los tres principales centros de expansión en la Cuenca de Lau del norte (junto con el Centro de Expansión de Futuna y el Centro de Expansión del Noroeste). Centro de Difusión Lau). La tasa de dispersión máxima en el NELSC es de 94 mm/a (3,7 pulgadas/año), pero la dispersión disminuye a cero en cada extremo del centro de dispersión. Sin embargo, la tasa de dispersión total entre las placas de Tonga y Australia es de 157 mm/a (6,2 pulgadas/año) y, por lo tanto, deben existir microplacas adicionales y/o zonas de deformación. El NELSC probablemente recibe contribuciones magmáticas del hotspot de Samoa . [18] El NELSC tiene una morfología similar a la de las crestas de expansión lenta con muchas crestas y depresiones muy compactas. Donde se encuentra con la trinchera, se está desarrollando un límite de cresta-transformación-transformación entre la cresta de Tonga, la placa del Pacífico y la placa de Australia. [17]
Al noreste de la curva de 60° de la Fosa de Tonga, el fondo marino del Pacífico está lleno de lineaciones paralelas. Estos han sido interpretados como restos de un centro extinto de expansión de este a oeste en la Placa del Pacífico, mucho más antiguo que la Fosa de Tonga. [17]
En su extremo sur ( c. 26°S ), la Fosa de Tonga está colisionando con la cadena de montes submarinos de Louisville , una cadena de guyots y montes submarinos en la placa del Pacífico aproximadamente paralela a la cadena de montes submarinos Hawaii-Emperador en el Pacífico norte. La zona de colisión de Louisville migra hacia el sur a una velocidad de 18 cm/año (7,1 pulgadas/año) debido a la diferencia en el ángulo oblicuo entre Louisville Ridge con respecto a la dirección de convergencia. En la parte oriental de la cuenca Lau, los centros de expansión se están propagando hacia el sur aproximadamente a la misma velocidad. La zona de colisión también compensa la Fosa de Tonga hacia el noroeste en relación con la Fosa de Kermadec en c. 50 kilómetros (31 millas) . [10] La subducción de Louisville Ridge ha causado una cantidad significativa de erosión en el borde exterior del antearco sur de Tonga y probablemente ha acelerado el hundimiento en la Fosa de Tonga, un proceso que convierte a la Fosa de Tonga en la segunda fosa más profunda de la Tierra y considerablemente más profundo que la fosa de Kermadec. [19]
El monte submarino más antiguo y occidental de Louisville, el monte submarino Osbourn , se encuentra en el borde de la fosa y su antigua cima plana actualmente se inclina hacia la fosa. [20] Al oeste del monte submarino Osbourn, una amplia zona de bloques fallados reduce la profundidad de la trinchera en 3.000 m (9.800 pies), mientras que el antearco adyacente se eleva en c. 300 m (980 pies) y cubierto de cañones . [21]
La zona de colisión de Louisville se correlaciona con una zona de inactividad sísmica a lo largo de la fosa Tonga-Kermadec conocida como "Louisville Gap". Esta brecha en la sismicidad indica que los montes submarinos en subducción inhiben o incluso previenen la sismicidad en las zonas de subducción, tal vez aumentando los intervalos entre terremotos, pero el mecanismo detrás de este proceso no se comprende bien. [22]
La evidencia geoquímica sugiere que la cadena Louisville se ha estado subduciendo bajo el arco Tonga-Kermadec desde hace 4 millones de años. Los estudios sísmicos han identificado un flujo del manto a lo largo de un arco hacia el sur que indica que el manto del Pacífico está siendo reemplazado por el manto indoaustraliano al oeste de la Fosa de Tonga. [23]
La depresión de Osbourn, ubicada a 25,5 ° S, justo al norte de la zona de colisión de la cresta de Louisville, es una cresta extinta de 900 km (560 millas) de largo a medio camino entre dos grandes mesetas oceánicas al norte y al sur de la fosa de Tonga, respectivamente: Manihiki 1.750 km ( 1.090 millas) al norte y Hikurangi 1.550 km (960 millas) al sur. Estas mesetas alguna vez formaron parte de la gran provincia ígnea (LIP) de Ontong Java -Manihiki-Hikurangi de 100 × 10 6 km 3 (3,5 × 10 18 pies cúbicos) . La expansión entre las mesetas cesó cuando Hikurangi chocó con Chatham Rise al este de Nueva Zelanda, que se había estimado en 86 Ma, [24] aunque puede ser tan reciente como 79 Ma. [25] El extremo occidental de Osbourn Trough está delimitado por Tonga Trench y el este por la escarpa Wishbone-East Manihiki . En el medio, Osbourn Trough se divide en tres segmentos separados por compensaciones dextrales. Cerca de la Fosa de Tonga la batimetría de estas estructuras se ve afectada por la rotación de la Placa del Pacífico. [26]
El monte submarino Capricornio es un guyot ubicado en la pared oriental de la fosa norte de Tonga (ver mapa arriba). Es un gran guyot, de 100 km (62 millas) de ancho en su base con una pequeña parte de su arrecife o cumbre lagunar que alcanza los 440 m (1440 pies) bajo el nivel del mar. La curvatura de la placa del Pacífico en la fosa de Tonga la está cortando actualmente como una barra de pan: dentro del guyot se está desarrollando un sistema de horst y graben con tendencia norte-sur paralelo a la fosa; la vertiente occidental del guyot ha alcanzado la zanja de 9.000 m de profundidad (30.000 pies) y ha comenzado a llenarla; la cumbre del guyot está inclinada 1,7° hacia la trinchera y su centro está a sólo 45 km (28 millas) del eje de la trinchera. [27] Se espera que el monte submarino Capricornio sea completamente consumido por la trinchera dentro de 500.000 años. [28]
Cuando la misión Apolo 13 fue abortada en 1970 tras una explosión en un tanque de oxígeno, tuvo que traer todo el módulo lunar de regreso a la Tierra. Cuando el LEM fue desechado antes de su reingreso, su generador termoeléctrico de radioisótopos se rompió en la atmósfera y la fuente de calor se hundió en un área del Océano Pacífico que se encuentra en la Fosa de Tonga o cerca de ella. Sin embargo, debido a la carcasa protectora, el control atmosférico y oceánico no pudo detectar ninguna liberación del 238 Pu ( vida media de 87,7 años) utilizado como fuente de calor en el generador termoeléctrico. [29]
22°S 174°W / 22°S 174°W / -22; -174
