La Patagonia comprende la región más austral de América del Sur , partes de la cual se encuentran a ambos lados de la frontera entre Argentina y Chile . Tradicionalmente se ha descrito como la región al sur del Río Colorado , aunque el límite fisiográfico se ha movido más recientemente hacia el sur hasta la falla de Huincul . [1] [2] El límite geológico de la región al norte está compuesto por el cratón del Río de la Plata y varios terrenos acrecionados que comprenden la provincia de La Pampa . [3] Las rocas del basamento subyacente de la región patagónica se pueden subdividir en dos grandes macizos: el Macizo Norpatagónico y el Macizo Deseado . Estos macizos están rodeados de cuencas sedimentarias formadas en el Mesozoico que sufrieron una deformación posterior durante la orogenia andina . La Patagonia es conocida por sus grandes terremotos y el daño que causan. [4]
Las rocas que componen la Patagonia se produjeron a lo largo del margen sudoeste del antiguo supercontinente de Gondwana . Durante un período de rifting continental en el período Cámbrico , una parte de la Patagonia se separó de Gondwana, y el margen pasivo resultante que se formó fue un sitio de sedimentación extensa a lo largo de la era Paleozoica temprana-media. Durante el período Devónico , una transición a la convergencia resultó en la eventual colisión de la masa continental patagónica a fines del Paleozoico, [2] y el contacto ocurrió por primera vez a mediados del Carbonífero . Existen varias teorías sobre el origen de la masa continental patagónica, aunque hay dos que tienen mayor consenso. [5] La primera de estas teorías cita un origen alóctono de la masa continental patagónica a partir de Gondwana durante el Paleozoico, [4] mientras que la otra sostiene que la Patagonia del Norte es un componente autóctono y que solo la porción sur es alóctona. [2] La colisión de la Patagonia fue sucedida por el rifting y eventual ruptura de Gondwana durante el Mesozoico temprano , un proceso que provocó una rotación a gran escala de la masa continental patagónica. [6] [7] Una mayor extensión a través de los períodos Jurásico y Cretácico formó la cuenca de arco posterior de Rocas Verdes , mientras que una transición a un régimen tectónico compresivo en el Cenozoico concurrente con la orogenia andina resultó en la formación de la cuenca de antepaís de Magallanes . [8]
La Patagonia contiene dos regiones antiguas: el Macizo Patagónico Norte y el Macizo Deseado . El manto litosférico debajo del Macizo Deseado se formó hace 1000–2100 millones de años en el Paleo y Mesoproterozoico , lo que evidencia que su litosfera tiene una historia mucho más antigua que la que sugerirían las edades de las rocas de la corteza expuestas en la actualidad (~600 millones de años). El Macizo Deseado ha formado un solo bloque de corteza con las Islas Malvinas desde estos tiempos. Al igual que hoy, el Macizo Deseado y las Islas Malvinas se encuentran uno al lado del otro en el supercontinente neoproterozoico de Rodinia . La litosfera del Macizo Patagónico Norte se formó aproximadamente de la misma manera. [9]
Antes de la colisión de la Patagonia, el núcleo de la actual América del Sur estaba contenido dentro de una porción del margen suroeste de Gondwana . Este margen consistía en el antiguo cratón del Río de la Plata y una serie de terranes acrecionados , cuyos límites se han descubierto mediante estudios paleomagnéticos . [3] Se cree que el cratón del Río de la Plata ha sido un componente del suroeste de Gondwana desde el final del Proterozoico , probablemente formando un solo cuerpo con otros bloques de corteza de Gondwana. [10] A finales del Neoproterozoico - Cámbrico temprano, el terrane de Pampia colisionó con el margen occidental del cratón del Río de la Plata, lo que resultó en la orogenia pampeana . [10] La evidencia indica que este terrane de Pampia es de origen parautóctono de Gondwana, separado de Gondwana en un evento anterior para luego ser reacrecionado a su margen. [11]
El régimen tectónico del Paleozoico temprano en el suroeste de Gondwana implicó un período de rifting durante el Cámbrico que afectó al margen sur del supercontinente, mientras que al mismo tiempo el margen occidental experimentó un entorno compresivo que vio la acreción de varios terrenos exóticos. [11] Se ha planteado la hipótesis de que después del evento de rifting del Cámbrico, la masa continental patagónica chocó con la Antártida, [5] aunque la evidencia de este evento no es concluyente. [12]
El rifting cámbrico temprano del margen suroccidental de Gondwana se evidencia por la presencia de granitos que llevan una firma geoquímica extensional en el cinturón plegado de Sierra de la Ventana al norte de los límites patagónicos. [11] La ocurrencia de este evento de rifting también está documentada en las montañas Ellsworth de la Antártida, el cinturón plegado del Cabo de Sudáfrica y la microplaca Falkland/Malvinas (actuales Islas Malvinas ), y resultó en la formación de un margen pasivo proto-pacífico. [11] Esta etapa de rifting formó el contorno final del sur de Gondwana y se cree que ha sido el comienzo de la etapa de supercontinente en Gondwana. [11] La evidencia encontrada en rocas en la región de Tierra del Fuego indica que este evento de rifting cámbrico podría haber resultado en la separación del extremo sur de Sudamérica de Gondwana. [11]
Las dos teorías más importantes sobre el origen de la Patagonia coinciden en que este fenómeno de rifting y el desprendimiento de una parte de la misma son compatibles; sin embargo, no están de acuerdo en la extensión del terreno desplazado. La teoría que apoya una Patagonia alóctona cita la totalidad de la región, incluido el Macizo Patagónico Norte, como separada del suroeste de Gondwana. [4] La comparación de los polos paleomagnéticos de la Patagonia y Gondwana desde el Devónico hasta el Pérmico permite la separación de las dos masas continentales por hasta 1000 kilómetros; [4] sin embargo, aunque la evidencia permite tal separación, no es necesaria para explicar las diferencias en las posiciones de los polos. [12] Mientras tanto, la teoría autóctona afirma que el Macizo Patagónico Norte no se separó durante este evento, y sugiere que el rifting resultó solo en la separación de un terreno representado por el Macizo Deseado. [2]
El amplio margen pasivo continuo que se produjo durante este evento de rifting condujo a la formación de varias cuencas asociadas. Los sedimentos derivados de Gondwana rellenaron estas cuencas a lo largo del Paleozoico temprano hasta el período Devónico, lo que dio lugar a la acumulación de gruesas unidades sedimentarias que luego sufrieron una gran deformación debido a la transición a un régimen tectónico compresivo. [2] [11]
Mientras se producía un rifting en la parte sur de Gondwana, el margen más al oeste (a lo largo del cinturón protoandino) estaba experimentando un régimen compresivo que introdujo varios terrenos alóctonos en el margen occidental de Sudamérica. [11] El primero de ellos, la orogenia pampeana (mencionada anteriormente), dio lugar a la acreción del terreno de Pampia. A esto le siguió la formación del arco magmático Famatina-Puna oriental durante la orogenia Famatiniana en el período Ordovícico , que culminó con la acreción del terreno de Cuyania (Precordillera). [10] [11] La evidencia paleomagnética sugiere que este terreno de Cuyania es de origen Laurentiano, [10] y se ha planteado la hipótesis de que el terreno puede haber sido una meseta unida a Laurentia que participó en el evento de rifting del Cámbrico y que más tarde se acrecionó durante la colisión entre Laurentia y Gondwana. [2] La evidencia geocronológica muestra que el cinturón magmático Famatiniano se extiende hacia el sur desde el margen andino hasta el macizo norpatagónico, [2] y los estudios paleomagnéticos de estas rocas indican que la separación entre estos cuerpos no ha ocurrido al menos desde el Devónico, [13] ambos apoyan la teoría de un componente autóctono de la Patagonia. La subducción continuó a lo largo de este margen y, a fines del Devónico, resultó en la colisión y acreción del terreno Chilenia hasta el borde occidental de la Precordillera. [14] [15]
Mientras que la colisión de Chilenia ocurrió al norte del lineamiento Huincul, al sur de éste, el terreno Chaitenia se acrecionó hasta la Patagonia en el Devónico. Las rocas metamorfoseadas de Chaitenia afloran principalmente en el sur de Chile y representan restos de un antiguo arco insular que existía junto a la Patagonia. [16] Después de la acreción, se desarrollaron complejos acrecionarios al oeste de Chaitenia, lo que significa que Chaitenia constituyó un respaldo . [16]
Después del evento de rifting del Cámbrico temprano, la Antártida sufrió un evento de deformación que resultó en el levantamiento de las Montañas Transantárticas a mediados del Cámbrico, un evento que se ha atribuido a la orogenia de Ross . [11] Recientemente se ha propuesto que durante el Cámbrico medio a tardío la Patagonia se acrecionó a la Antártida Oriental, [5] un evento que llevó al inicio de la orogenia de Ross. Después de esta colisión, una transición a la extensión a finales del Ordovícico- Silúrico resultó en la separación de la Patagonia de la Antártida y la formación de un margen pasivo. La deposición a lo largo de este margen pasivo está representada por la sección inferior de la era Devónica del Supergrupo Beacon . Existe evidencia propuesta de esta conexión tanto en el Macizo Patagónico Norte como en el Macizo del Deseado, donde se han descubierto restos de las especies fósiles de arqueociatídos , una especie preservada en la Caliza Shackleton de las Montañas Transantárticas. [5] Además, segmentos de la Formación Sierra Grande en ambos macizos muestran una posible correlación con el Supergrupo Beacon, que posee una edad devónica común. También se ha sugerido una correlación entre los granitos encontrados en el noreste de la Patagonia y otros involucrados en la orogenia de Ross, pero dicha conexión carece de evidencia geocronológica. [12]
El rifting en la región, que duró desde principios hasta mediados del Paleozoico, se interrumpió a mediados del Devónico cuando el esquema tectónico cambió de extensional a compresivo, un proceso que resultó en la colisión del terreno patagónico con el margen sudoeste de Gondwana. Las rocas ígneas relacionadas con la subducción de debajo del Macizo Patagónico Norte han sido datadas en 320-330 millones de años, lo que indica que el proceso de subducción se inició en el Carbonífero temprano. [2] Esto fue relativamente de corta duración (duró alrededor de 20 millones de años), y el contacto inicial de las dos masas de tierra ocurrió a mediados del Carbonífero, [2] [4] con una colisión más amplia durante el Pérmico temprano . [4] Esta colisión resultó en la formación de dos cinturones magmáticos y metamórficos distintos en el Macizo Patagónico Norte, uno en el norte y otro en el oeste. [4] La datación isotópica del circón de los cinturones magmáticos proporciona evidencia de que la actividad que forma el arco magmático occidental cesó durante el Carbonífero tardío y puede haber involucrado la colisión de la Península Antártica con el margen suroeste. [2] [4] La deformación y el metamorfismo resultantes de esta colisión de terrenos pueden haber comenzado a fines del período Carbonífero [2] y continuaron durante el período Pérmico. Se postula que dicha deformación tuvo un papel en el inicio de la orogenia de Gondwana y la formación del cinturón plegado de Gondwana, que incluye las montañas de Sierra de la Ventana al norte de la Patagonia y el cinturón plegado del Cabo de Sudáfrica. [2] Las colisiones en esta parte del margen suroeste de Gondwana durante este tiempo fueron probablemente el precursor del orógeno Terra Australis que luego afectó a esta región. [4] También en el Paleozoico tardío, las dos masas terrestres principales de la Patagonia; Se cree que el Macizo Patagónico Norte y el Macizo Deseado colisionaron luego de un período de subducción de la placa del Macizo Deseado debajo de la placa que contiene el Macizo Patagónico Norte. Se postula que esta subducción erosionó el manto litosférico debajo del Macizo Patagónico Norte. [9] [A]
Como los modelos tectónicos prominentes para la acreción patagónica a Gondwana difieren en su interpretación de la extensión del terreno que se desprendió durante el rifting del Cámbrico, por definición no están de acuerdo en la extensión del terreno que se acrecionó en el Pérmico.
La teoría alóctona plantea la hipótesis de que la totalidad de la Patagonia, incluidos ambos macizos del basamento, se separaron de Gondwana durante el rifting en el Cámbrico. [4] Una versión de este modelo incluye una colisión independiente hipotética de los dos macizos después del rifting en el Cámbrico para formar el terreno de la Patagonia antes de su eventual colisión con Gondwana. [17] Se infiere que los dos cinturones magmáticos encontrados en el Macizo Patagónico Norte representan la colisión de esta parte de la Patagonia contra el margen de Gondwana después del cierre de una cuenca oceánica durante la convergencia y la subducción. [4] Según este modelo, el cinturón occidental en el Macizo Patagónico Norte se habría formado debido a la subducción de la corteza oceánica debajo de su margen sur, y la terminación de la subducción resultaría de la colisión de la Península Antártica durante mediados y finales del Carbonífero. Mientras tanto, el cinturón norte se habría creado durante la subducción de la corteza oceánica debajo de su margen norte. Los estudios geofísicos en la región descubrieron una gran estructura subterránea a lo largo del límite norte de la Patagonia, que corta los límites de sutura entre el cratón del Río de la Plata y sus terrenos acrecionados hacia el oeste. Se ha planteado la hipótesis de que esta característica representa la zona de sutura de la Patagonia con Gondwana. [3]
Según la teoría autóctona, el Macizo Norpatagónico es una porción autóctona del antiguo Gondwana que ha estado en su posición actual al menos desde el Ordovícico. [2] Sin embargo, se cree que el Macizo del Deseado es un componente alóctono (o parautóctono), separado de Gondwana durante el episodio de rifting del Cámbrico y acrecentado nuevamente en el Pérmico. Hay evidencia de que las firmas magnéticas de la corteza a ambos lados de la zona de falla de Huincul son las mismas, lo que indica que el Macizo Norpatagónico y el suroeste de Gondwana pueden haber sido una masa continental continua a lo largo del Paleozoico. [2] Se cree que la colisión del Paleozoico tardío ocurrió entre el Macizo del Deseado y el borde suroeste del Macizo Norpatagónico, y que la corteza oceánica se subdujo por debajo del margen sur del Macizo Norpatagónico para formar los cinturones magmáticos observados en esa región. [2]
La ruptura del Pérmico tardío de la placa en subducción resultó en un afloramiento del manto y una extensa fusión de la corteza seguida por una transición a un colapso post-orogénico , un episodio que se conserva en la provincia volcánica del Grupo Choiyoi . [14] Existe la posibilidad de que la colisión del terreno del Macizo Deseado con el margen de Gondwana haya producido un desgarro en la placa en subducción, lo que llevó a su eventual ruptura. [2]
Tras el periodo de convergencia del Paleozoico tardío que condujo a la colisión de la Patagonia con Gondwana, una transición a la tectónica extensional en el periodo Triásico indujo el rifting dentro de la Patagonia. [7] Esta extensión comenzó al noroeste de la Patagonia a lo largo de la zona de sutura preexistente entre los terrenos de Chilenia y Cuyania y condujo a la formación de la cuenca de Cuyo , entre otras. [18] Un rifting más extendido comenzó en el Jurásico, momento en el que la ruptura de Gondwana ya estaba en marcha. [8] Esto fue acompañado por el inicio y evolución del sistema de rift del Atlántico Sur que condujo a la apertura del Océano Atlántico Sur. [6] La extensión condujo a la formación de cuencas delimitadas por fallas, incluidas la Cuenca del Cañadón Asfalto [6] y la Cuenca de Rocas Verdes . [8] Aunque inicialmente fue una cuenca de rift continental, la Cuenca de Rocas Verdes pasó a ser una cuenca de arco posterior con la introducción de corteza protooceánica , de la cual se conserva evidencia en las secuencias de ofiolitas de Sarmiento y Tortuga . [8]
Durante la ruptura temprana de Gondwana y el rifting continental asociado, la masa continental patagónica experimentó rotaciones a gran escala. Los datos paleomagnéticos de rocas del Jurásico tardío y Cretácico temprano en la parte sur del Macizo Patagónico Norte indican que se produjo una rotación en el sentido de las agujas del reloj de hasta 30 grados en esa área durante el Cretácico temprano, que afectó a un bloque de corteza de al menos decenas de kilómetros de tamaño. [6] Hallazgos adicionales dentro del Macizo del Deseado revelaron que también se produjeron rotaciones similares en esa área, ya sea durante el mismo episodio del Cretácico temprano o en un evento de deformación anterior durante el Jurásico tardío. [7] Se informa que procesos similares han afectado a las Islas Malvinas, y pueden haber estado operando al mismo tiempo que los de la Patagonia. [7] El mecanismo detrás de estas rotaciones no está claro, y la evidencia de estructuras de deformación asociadas es escasa. Se ha propuesto que el Sistema de Falla de Gastre es una de esas estructuras que acomodaron gran parte de la deformación involucrada en las rotaciones de la corteza; [6] Sin embargo, esta hipótesis carece de evidencia que la respalde. [7]
Durante el Cretácico, la aceleración de las tasas de expansión de las dorsales oceánicas en los océanos Pacífico y Atlántico, así como el aumento de la subducción por debajo del margen occidental, provocaron un cambio de la tectónica extensional hacia la compresión, al mismo tiempo que se iniciaba la orogenia andina. [8] Esta transición dio lugar a la inversión de la cuenca de Rocas Verdes y, en última instancia, condujo a su cierre en el Cretácico Superior. Asociado con el cierre de la cuenca se produjo el desarrollo del cinturón de pliegues y empujes andinos . La deposición de sedimentos en aguas profundas durante la fase de contracción del Cretácico Superior formó la gruesa Formación Cerro Toro, y las formaciones posteriores registran el movimiento progresivo de la deposición desde aguas profundas a aguas someras y, en última instancia, a entornos deltaicos . [8]
La compresión continua durante el período Terciario y el acortamiento horizontal asociado dieron como resultado el levantamiento y la deformación asociada del cinturón plegado y corrido de los Andes y proporcionaron exposición de formaciones dentro de la Cuenca de Magallanes . [8] Aunque la secuencia de eventos deformacionales que conducen a la formación actual no está clara, la evidencia observacional de la región indica que hubo tres períodos notables de deformación, que ocurrieron en el período Cretácico Tardío, la época del Oligoceno y algún tiempo después de la época del Mioceno . [8] Las reconstrucciones de los eventos que resultaron en la deformación de la cuenca se complican por la variabilidad en el estilo y la extensión de la deformación a lo largo de los Andes patagónicos, que van desde un plegamiento intenso y fallas de empuje pronunciadas con metamorfismo acompañante hasta amplias secuencias de pliegues que carecen de metamorfismo. [8] Sin embargo, la evidencia de las relaciones sedimentarias y la datación absoluta de rocas ígneas que cortan capas sedimentarias permiten la inferencia de las edades relativas dadas anteriormente. Datos adicionales de la datación de capas metamorfoseadas proporcionan edades límite para el momento de la exhumación de la Cuenca de Magallanes, y sugieren que esta cuenca, así como el cinturón plegado-corrido de los Andes, fueron exhumados desde debajo de la superficie entre 10 y 4 millones de años atrás. [8]
La placa antártica comenzó a subducirse debajo de América del Sur hace 14 millones de años, en la época del Mioceno . Al principio, solo se subducía en el extremo sur de la Patagonia, lo que significa que la Triple Unión de Chile se encontraba cerca del Estrecho de Magallanes . A medida que la parte sur de la placa de Nazca y la dorsal de Chile fueron consumidas por la subducción, las regiones más septentrionales de la placa antártica comenzaron a subducirse debajo de la Patagonia, de modo que la Triple Unión de Chile se encuentra actualmente frente a la costa de la península de Taitao a 46°15' S. [19] [20]
A medida que los Andes se elevaban en el Mioceno Medio (hace 14–12 millones de años), se desarrolló una sombra de lluvia hacia el este que dio origen al desierto patagónico . [21]
La costa oriental de la Patagonia ha experimentado un considerable levantamiento durante el Pleistoceno , como lo evidencian las terrazas marinas y las playas que se encuentran por encima del nivel del mar. Las tasas de levantamiento de la costa oriental de la Patagonia superan las de la costa atlántica de América del Sur (excepto Recife ). El levantamiento en la Patagonia contrasta marcadamente con el Río de la Plata, que ha sido una región de subsidencia . Las causas de la tendencia al levantamiento se han atribuido a una disminución del arrastre descendente inducido por el flujo en el manto de la Tierra debajo de la Patagonia. Este cambio se deriva a su vez de la subducción geológicamente reciente de la placa antártica debajo de América del Sur, que como una nueva placa subductora con una losa subductora corta, tendría menos capacidad para inducir flujo en el manto de la Tierra. [20]