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La cuenca de Sudbury ( / ˈsʌdbəri / ) , también conocida como estructura de Sudbury o irruptiva de níquel de Sudbury , es una importante estructura geológica en Ontario , Canadá. Es la tercera estructura de impacto más grande conocida en la Tierra , así como una de las más antiguas. [1] La estructura, el remanente erosionado de un cráter de impacto, se formó por el impacto de un asteroide hace 1.849 millones de años en la era Paleoproterozoica . [2]
La cuenca está situada en el Escudo Canadiense, en la ciudad de Gran Sudbury , Ontario . Los antiguos municipios de Rayside-Balfour , Valley East y Capreol se encuentran dentro de la cuenca de Sudbury, a la que se hace referencia localmente como "El Valle". El núcleo urbano de la antigua ciudad de Sudbury se encuentra en las afueras del sur de la cuenca.
La provincia de Ontario erigió una placa histórica para conmemorar el descubrimiento de la cuenca de Sudbury. [3]
La cuenca de Sudbury se formó como resultado del impacto en el supercontinente Nuna de un gran cuerpo impactante de aproximadamente 10 a 15 km (6,2 a 9,3 mi) de diámetro que ocurrió hace 1.849 millones de años [2] en la era Paleoproterozoica .
Los escombros del impacto se dispersaron en un área de 1.600.000 km2 ( 620.000 millas cuadradas) y fueron arrojados a más de 800 km (500 millas); y se han encontrado eyecciones (fragmentos de roca expulsados por el impacto) tan lejos como Minnesota . [4] [5] [6]
Los modelos sugieren que, debido a un impacto tan grande, lo más probable es que los escombros se dispersaran por todo el mundo [7] , pero desde entonces se han erosionado. Se cree que su tamaño actual es una porción más pequeña de un cráter circular de 130 km (81 mi) que el meteorito creó originalmente. Los procesos geológicos posteriores han deformado el cráter hasta darle la forma ovalada más pequeña actual. La cuenca de Sudbury es el tercer cráter más grande de la Tierra, después de la estructura de impacto Vredefort de 300 km (190 mi) en Sudáfrica y el cráter Chicxulub de 180 km (110 mi) bajo Yucatán , México .
La evidencia geoquímica sugiere que el impactador probablemente fue un asteroide condrítico o un cometa con un componente condrítico. [8]
La extensión total de la cuenca de Sudbury es de 62 km (39 mi) de largo, 30 km (19 mi) de ancho y 15 km (9,3 mi) de profundidad, aunque la superficie del suelo actual es mucho menos profunda. [ cita requerida ]
Las unidades principales que caracterizan la Estructura de Sudbury se pueden subdividir en tres grupos: el Complejo Ígneo de Sudbury (SIC), el Grupo Whitewater y las rocas brechificadas del muro inferior que incluyen diques desplazados y la subcapa. Se cree que la SIC es una capa de fusión por impacto estratificada compuesta desde la base hacia arriba por subcapa de norita, norita máfica, norita félsica, gabro de cuarzo y granofiro. [ cita requerida ]
El Grupo Whitewater consiste en un paquete de suevita y sedimentario compuesto por las formaciones Onaping ( brechas de reflujo ), Onwatin y Chelmsford en sucesión estratigráfica. Las rocas del muro inferior, asociadas con el evento de impacto, consisten en brecha Sudbury ( pseudotaquilita ), brecha del muro inferior, diques de brechas dioríticas de cuarzo radiales y concéntricos (brechas de fusión por impacto polimícticas) y la subcapa discontinua. [ cita requerida ]
Debido a que se ha producido una erosión considerable desde el evento de Sudbury, aproximadamente 6 km (3,7 mi) en la Cordillera Norte, es difícil limitar directamente el tamaño real del diámetro de la cavidad transitoria original o el diámetro final del borde. [9]
La deformación de la estructura de Sudbury se produjo en cinco eventos de deformación principales (por edad en millones de años):
Unos 1.800 millones de años de erosión y deformación hicieron difícil demostrar que un meteorito fue la causa de las estructuras geológicas de Sudbury. Otra dificultad para demostrar que el complejo de Sudbury se formó por el impacto de un meteorito y no por procesos ígneos ordinarios fue que la región era volcánicamente activa aproximadamente al mismo tiempo que el impacto, y algunas estructuras volcánicas erosionadas pueden parecer estructuras de colisión de meteoritos. Desde su descubrimiento, se ha encontrado una capa de brecha asociada con el evento de impacto [11] y se han cartografiado por completo las formaciones rocosas sometidas a tensión.
Los informes publicados a finales de la década de 1960 describieron características geológicas que se decía que eran distintivas del impacto de un meteorito, incluidos conos de fragmentación [12] y cristales de cuarzo deformados por el impacto en la roca subyacente. [13] Los geólogos llegaron a un consenso alrededor de 1970 de que la cuenca de Sudbury se formó por un impacto de meteorito. [ cita requerida ] En 2014, el análisis de la concentración y distribución de elementos siderófilos , así como el tamaño del área donde el impacto derritió la roca, indicó que lo más probable es que un cometa en lugar de un asteroide causara el cráter. [14] [15]
La cuenca de Sudbury está situada cerca de varias otras estructuras geológicas, entre ellas la anomalía magnética de Temagami , el cráter de impacto del lago Wanapitei , el extremo occidental del Graben Ottawa-Bonnechere , la zona tectónica del frente de Grenville y el extremo oriental de la zona tectónica de los Grandes Lagos , pero las estructuras no están directamente relacionadas entre sí en el sentido de resultar de los mismos procesos geológicos. [ cita requerida ]
El gran cráter de impacto se llenó de magma que contenía níquel , cobre , paladio , oro , el grupo del platino y otros metales . [16] Este magma se formó en rocas de pirrotita , calcopirita y pentlandita , [17] [18] así como cubanita y magnetita . [19]
En 1856, mientras inspeccionaba una línea de base al oeste del lago Nipissing , el agrimensor provincial Albert Salter localizó anomalías magnéticas en el área que sugerían fuertemente depósitos minerales, especialmente cerca de lo que luego se convirtió en la mina Creighton . [20] El área fue examinada por Alexander Murray del Servicio Geológico de Canadá , [20] quien confirmó "la presencia de una inmensa masa de trampa magnética". [21]
Debido a la lejanía de la zona de Sudbury, el descubrimiento de Salter no tuvo mucho efecto inmediato. Sin embargo, la construcción del Ferrocarril del Pacífico Canadiense a través de la zona hizo que la exploración minera fuera más factible. El desarrollo de un asentamiento minero se produjo en 1883 después de que una voladura en el sitio de construcción del ferrocarril revelara una gran concentración de mineral de níquel y cobre en lo que ahora es el sitio de la mina Murray , bautizada así por los propietarios William y Thomas Murray. [20]
La mina Vermillion, que fue la primera en ser explotada en la cuenca, fue el sitio en el que Frank Sperry (un químico de la Canadian Copper Company) hizo la primera identificación en 1889 del arseniuro de platino que lleva su nombre . [22]
Como resultado de la Comisión Real de Níquel de Ontario de 1917 , presidida por el inglés George Thomas Holloway, la estructura legislativa del negocio de prospección se alteró significativamente. [23] Algunas de las recomendaciones de Holloway estaban en línea con la defensa de Aeneas McCharles, un prospector del siglo XIX y primer propietario de una mina. [24]
Como resultado de estos depósitos de metal, la zona de Sudbury es una de las principales comunidades mineras del mundo y ha sido la cuna de Vale Inco y Falconbridge Xstrata. La cuenca es uno de los mayores proveedores de minerales de níquel y cobre del mundo. La mayoría de estos depósitos minerales se encuentran en su borde exterior. [ cita requerida ]
La mayoría de los suelos de la cuenca de Sudbury son ácidos y arenosos; cuando están bien drenados, suelen pertenecer al gran grupo de suelos Podzol . Un drenaje deficiente da lugar a gleysoles y turbas . Independientemente del drenaje o la clasificación, la cuenca tiene suelos más profundos que el terreno circundante, gran parte del cual está cartografiado como Rockland (una combinación de frecuentes afloramientos de lecho rocoso y suelo poco profundo). En consecuencia, se han despejado áreas considerables de la cuenca para la agricultura. Los mejores suelos, cartografiados como serie Azilda y serie Bradley, se encuentran alrededor de Chelmsford . [25]
La NASA utilizó el sitio para entrenar a los astronautas del Apolo en el reconocimiento de rocas formadas como resultado de un impacto muy grande, como las brechas . Entre quienes utilizaron este entrenamiento en la Luna se encuentran David Scott y James Irwin del Apolo 15 , John Young y Charlie Duke del Apolo 16 , y Gene Cernan y Jack Schmitt del Apolo 17. Entre los instructores geólogos notables se encontraba William R. Muehlberger . [26]
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