La zona de subducción de las Aleutianas es un límite convergente de 4000 km (2500 mi) de largo entre la placa norteamericana y la placa del Pacífico , que se extiende desde la cordillera de Alaska hasta la península de Kamchatka . [1] Aquí, la placa del Pacífico se está subduciendo debajo de la placa norteamericana y la tasa de subducción cambia de oeste a este de 7,5 a 5,1 cm (3,0 a 2,0 pulgadas) por año. [2] La zona de subducción de las Aleutianas incluye dos características prominentes , el Arco de las Aleutianas y la Fosa de las Aleutianas . El Arco de las Aleutianas se creó a través de erupciones volcánicas a partir de la deshidratación de la placa en subducción a una profundidad de ~100 km. La Fosa de las Aleutianas es una morfología estrecha y profunda que se produce entre las dos placas convergentes a medida que la placa en subducción se sumerge debajo de la placa superior.
El arco de islas Aleutianas se formó hace unos 50-55 ma como resultado de la subducción de la placa Kula bajo la placa norteamericana antes de que llegara la placa del Pacífico. [3] Hay tres unidades estratigráficas del arco de islas Aleutianas: rocas volcánicas de hace unos 55-33 ma, rocas sedimentarias marinas de hace unos 23-33 ma y rocas sedimentarias e ígneas de hace unos 5 ma hasta el presente. [3] Las rocas volcánicas de hace unos 55-33 ma incluyen arenisca, limolita , conglomerado y brecha , todas ellas volcánicas, y se mezclan con lavas almohadilladas de forma compleja. [4] Los flujos de escombros y las corrientes de turbidez transportaron materiales ígneos desde una fuente volcánica hasta cuencas marinas poco profundas. [4] La mayor parte del vulcanismo se produjo entre unos 56-34 ma a lo largo de los arcos de islas. [3]
La corteza del arco de las islas Aleutianas en Alaska tiene un espesor de ~25 km y un volumen de ~2300 km 3 por kilómetro del arco. Los estudios de reflexión y refracción sísmica indican que la composición del arco de las islas Aleutianas no es similar a la composición de la corteza continental . Las velocidades de onda p relativamente altas indican que hay rocas máficas presentes y esto se verifica en la geología de la corteza. En la corteza superior, hay ~6 km de andesita basáltica , mientras que la corteza media está compuesta por basalto de dorsal mesoceánico (MORB) de 5 km de espesor y residuo toleítico de 19 km de espesor en la corteza inferior. Las cortezas continentales suelen tener una corteza superior silícica y una corteza inferior reflectante, pero estas características no se encuentran en el arco de las Aleutianas. [3]
Hay 40 volcanes activos en el arco volcánico de las Aleutianas desde el monte Spurr en la parte continental de Alaska hasta la isla Buldir en el extremo oeste de las islas Aleutianas. La lista de volcanes en el arco de las Aleutianas se puede encontrar aquí . El extremo oriental del arco volcánico en la península de Alaska se encuentra sobre rocas sedimentarias y volcánicas mesozoicas , con trazas de rocas paleozoicas intruidas por batolitos mesozoicos . La mayoría de las islas Aleutianas están compuestas de rocas sedimentarias de rocas graníticas y metamórficas del Oligoceno - Mioceno . Hay volcanes cuaternarios en el norte del eje estructural de las islas Aleutianas, que está compuesto principalmente de andesita , mezclada con basalto olivino y riolita . Los volcanes aleutianos orientales tienen más magma silícico, mientras que los arcos aleutianos occidentales carecen de magma sial . [5]
La formación de la fosa de las Aleutianas está asociada con la subducción de la placa del Pacífico por debajo de la placa norteamericana. La forma curvada horizontalmente de la fosa se debe al cambio de dirección de la placa norteamericana alrededor de ~5-2,6 millones de años atrás, lo que resultó en el movimiento de la placa del Pacífico hacia el noroeste. [6] Una hipótesis sugiere que el movimiento hacia el norte de la placa del Pacífico terminó alrededor de ~66-56 millones de años atrás, y el empuje de la corteza oceánica creó la fosa de las Aleutianas. [7] Pero existen otras hipótesis más complicadas. [8]
Existen dos hipótesis sobre el mecanismo de formación de la fosa: tensional y compresiva. La hipótesis tensional sugiere que la carga del arco insular causó que la corteza oceánica creara fallas descendentes. En otras palabras, la fosa fue parte de la corteza oceánica alguna vez, pero se falló en profundidad debido a la carga del arco insular. La hipótesis compresiva sugiere que la convección o arrastre del manto impidió que la corteza oceánica alcanzara el equilibrio isostático , porque el desequilibrio no se ajustó en un período de tiempo relativamente corto. Como resultado, la deformación y el flujo plástico del magma liberado de las fracturas abiertas en el lado cóncavo del arco arrastran la corteza y el manto a mayores profundidades e inhiben aún más el ascenso vertical del magma, creando una fosa. [6]
Existe un alto suministro de sedimentos provenientes de corrientes de turbidez , derrumbes y deslizamientos en la parte oriental de la fosa aleutiana. Los sedimentos acumulados aquí fueron originalmente parte de la llanura abisal de Alaska . La profundidad máxima de la fosa es de 2 km, y la deposición a la profundidad máxima ha sido 10 veces más rápida que la de la llanura abisal. Como resultado, hay una cuña de sedimentos de 20 a 30 km de ancho y 1 km de espesor que se ha creado durante ~0,6 millones de años. Estos sedimentos son en su mayoría de edad mesozoica , caracterizados por un depósito de fosa consolidada que va desde arenisca, arenisca y pizarra hasta sedimentos de turbidez abisal. La adición más reciente de un gran volumen de relleno de sedimentos se debe a la erosión glacial del Pleistoceno . [9]
La mayoría de las principales fallas de la corteza encontradas en el arco insular aleutiano superior son anteriores al Pleistoceno, aunque no se ha logrado una datación precisa. [5]
A lo largo del megathrust, hubo 5 terremotos que fueron mayores que la magnitud 8 en la zona de subducción de las Aleutianas en los últimos 80+ años: M = 8,2 Islas Shumagin en 1938, M = 8,6 Islas Andreanof en 1957 , M = 9,2 Viernes Santo en 1964 , M = 8,7 Islas Rat en 1965 y M = 8,2 cerca de Perryville en 2021. También se han observado temblores y terremotos de deslizamiento lento en la zona de subducción de las Aleutianas. [2] Los hipocentros de terremotos de baja frecuencia (LFE) asociados con estos procesos se encuentran cerca de la isla Kodiak, Shumagin Gap, Unalaska y las islas Andreanof, en la dirección descendente de estos grandes eventos de megathrust, donde se cree que las dos placas convergentes están al menos parcialmente bloqueadas. El espesor de la sedimentación en la trinchera no tiene una correlación con la presencia de temblores. Por ejemplo, hay sedimentos del Cuaternario tardío-Holoceno de aproximadamente 1 km de espesor debajo de Kodiak, y sedimentos de aproximadamente 200 m de espesor debajo de las Islas Andreanof. La Isla Kodiak tuvo epicentros de LFE a profundidades de 45-60 km, mientras que las Islas Andreanof tuvieron epicentros a profundidades de ~60-70 km. Sin embargo, el temblor parece ocurrir a una profundidad específica relacionada con la edad de la placa en subducción. La edad de la placa en subducción es más antigua hacia el oeste (Isla Andreanof), donde los LFE ocurren a mayores profundidades (~75 km) que en el este, donde la placa es más joven (~45 km cerca de la Isla Kodiak). Esto puede deberse a que las profundidades a las que los minerales hidratados liberan agua y producen temblores son mayores cuando la placa es más antigua, más fría y se subduce más rápido. [2]