La dorsal Índica Sudoeste (SWIR) es una dorsal oceánica situada a lo largo de los fondos del suroeste del océano Índico y el sureste del océano Atlántico . Un límite de placa tectónica divergente que separa la placa somalí al norte de la placa antártica al sur, el SWIR se caracteriza por tasas de expansión ultralentas (solo superan las de la dorsal de Gakkel en el Ártico) combinadas con un rápido alargamiento de su eje entre las dos uniones triples flanqueantes , Rodrigues ( 20°30′S 70°00′E / 20.500, 70.000, 70.000 ) en el océano Índico y Bouvet ( 54°17′S 1°5′O / 54.283, 1.083, 70.000 ) en el océano Atlántico . [2]
La velocidad de propagación a lo largo del SWIR varía: la transición entre propagación lenta (30 mm/año) y ultralenta (15 mm/año) ocurre en la anomalía magnética C6C (aproximadamente 24 Ma). Esto ocurre entre 54° y 67° E, la parte más profunda, y quizás la más fría y con menor fusión, del sistema de dorsales oceánicas de la Tierra. El espesor de la corteza disminuye rápidamente a medida que las velocidades de propagación caen por debajo de los 20 mm/año y en el SWIR hay una ausencia de actividad volcánica a lo largo de tramos de 100 km (62 mi) del eje de la dorsal. [3]
A lo largo de grandes secciones, el SWIR se extiende oblicuamente en relación con la dirección de propagación, típicamente alrededor de 60°. Debido a que la oblicuidad aumenta la longitud de la dorsal mientras disminuye las tasas de surgencia del manto, el SWIR es una transición entre dorsales lentas y ultralentas. Las secciones de propagación lenta del SWIR tienen segmentos magmáticos unidos por fallas transformantes, mientras que las secciones ultralentas carecen de dichas transformaciones y tienen segmentos magmáticos unidos por depresiones amagmáticas. [4]
La expansión en el SWIR es lenta, pero el límite de placas es intersectado por el mucho más lento pero más difuso límite Nubia - Somalia . [5] La variación en las tasas de expansión indica que el SWIR no es un centro de expansión entre dos placas rígidas, sino que la placa africana única previamente asumida al norte del SWIR está de hecho dividida en tres placas: las placas Nubia, Lwandle y Somalia. [6]
Se ha estimado que la ubicación en el SWIR de esta triple unión "difusa" entre las placas Nubia, Somalí y Antártica está entre 26°E y 32°E o justo al oeste de la falla transformante Andrew Bain . Esta triple unión difusa forma el extremo sur del sistema del Rift de África Oriental . [7]
En 2010, se dragaron rocas de 180 Ma de antigüedad, datadas a partir de circones en diorita y gabro , de una ubicación a 60 km (37 mi) al sur del SWIR. [8] Esta edad es comparable a la de la ruptura de Gondwana , la apertura del océano Índico y el emplazamiento de la Gran Provincia Ígnea Karoo (179-183 Ma), en marcado contraste con la edad neógena del fondo oceánico cerca del SWIR. Se puede suponer que las rocas se depositaron cerca del SWIR por una fuerza externa, como un rafting en el hielo o un tsunami , pero el SWIR está ubicado lejos de cualquier margen continental y se han reportado rocas de edad similar en la dorsal mesoatlántica. Si las rocas salieron directamente del manto , habrían perdido la mayor parte de su plomo isotópico . Las rocas caídas en el hielo suelen mostrar signos de redondeo. [9]
Sin embargo, la circulación hidrotermal en las dorsales oceánicas puede introducir rocas intrusivas en el manto superficial, y es posible que sea un buen candidato en este caso. La mayoría de las rocas de África que miran hacia el SWIR son cratones del Arcaico. Sin embargo, el Cinturón Orogénico Panafricano del Neoproterozoico se acrecentó durante el cierre del Océano de Mozambique y algunas rocas del este de África, Madagascar y la Antártida están asociadas con este evento. Durante la ruptura de Gondwana, los volcanes Karoo introdujeron las rocas panafricanas y es posible, más que evidente, que estas rocas encontraran su camino hacia el SWIR de esta manera. Debido a que la propagación en el SWIR es ultralenta, el manto debajo debería ser anormalmente frío, lo que podría evitar la fusión de las rocas. [9]
El extremo occidental de la SWIR, conocida como la dorsal Bouvet, está delimitada por las transformaciones Bouvet y Moshesh al norte y al sur respectivamente. [10] La dorsal Bouvet tiene 110 km (68 mi) de longitud con una tasa de expansión máxima de 14,5 mm/a (0,57 in/año) durante los últimos 3 Ma. El valle axial tiene un kilómetro de profundidad, típico de las dorsales de expansión lenta, y 16 km de ancho, lo que es inusualmente amplio. El eje de edad cero se encuentra a 2.000 m (6.600 ft) por debajo del nivel del mar en el segmento central, pero más profundo cerca de las dos transformaciones: esto es aproximadamente un kilómetro menos profundo que dorsales similares de expansión lenta, probablemente debido a la proximidad a la BTJ. [11]
Entre 9 y 25°E, el SWIR tiene una tendencia EW y carece de transformaciones. Esta sección está compuesta por segmentos de acreción magmática ortogonales unidos por segmentos de acreción amagmática oblicuos. [1]
La porción oblicua de esta área (9 a 16°E), el "supersegmento oblicuo", es altamente variable en orientación axial, desde ortogonal a 56°, y su serie de segmentos magmáticos y amagmáticos da como resultado un magmatismo abruptamente fluctuante y una expansión ultralenta. [12] Al oeste de una discontinuidad a 16°E, la profundidad axial cae 500 m y hay un cambio abrupto en la morfología y el magnetismo. En el extremo occidental de esta área (9°30'–11°45') un segmento corto de cresta magmática intersecta la zona de formación rocosa Shaka. La topografía accidentada aquí oscurece el SWIR que se extiende hacia el flanco occidental del monte submarino Joseph Mayes, uno de los pocos centros volcánicos a lo largo del supersegmento oblicuo. El monte submarino divide un antiguo bloque de peridotita , cuyos restos se proyectan a ambos lados de la cresta, y llena el valle del rift en el medio, lo que da como resultado un volcán de doble pico ubicado en el SWIR. Al este del monte submarino (11°30'-10°24'E) hay un segmento amagmático de 180 km de longitud y 4.200 m de profundidad. Alcanza una profundidad máxima de 4.700 m y su parte más profunda presenta un fondo rugoso sin signos de vulcanismo reciente, pero lleno de bloques de horst irregulares parcialmente formados por peridotita serpentinizada . [4]
El "supersegmento ortogonal" (16 a 25°E), en cambio, es casi perfectamente ortogonal con respecto a la dirección de expansión y está compuesto de segmentos de acreción magmática unidos por cortos desplazamientos no transformados. Cuando aumenta la oblicuidad del SWIR, también aumenta su longitud. Este alargamiento da como resultado una disminución de la surgencia del manto y una geometría de cresta característica de las dorsales de expansión ultralenta (<12 mm/año). [12] El supersegmento ortogonal es similar a los segmentos de cresta más grandes de la dorsal mesoatlántica. [4]
Una serie de zonas de fractura (Du Toit, Andrew Bain, Marion y Prince Edward ) desplazan la SWIR 1.230 km (760 mi) entre 45°S,35°E—53°S,27°E. [13] [14] La más grande de ellas, la zona franca Andrew Bain de 750 km de longitud, es donde el límite Nubia-Somalia intersecta la SWIR. [14] La sección activa de la TF Andrew Bain representa el mayor desplazamiento de edad (65 Ma) de cualquier falla transformante oceánica y también es la más ancha (120 km). Su extensión se extiende al sur desde el escarpe de Mozambique (entre la dorsal y la cuenca de Mozambique) hasta la dorsal de Astrid frente a la Antártida. Al este de la TF Andrew Bain se encuentra el "oleaje Marion", el alto geoidal del océano Austral, entre 35°E y 50,5°E, y la meseta de Madagascar y la elevación de Del Cano. [15] El SWIR cruza el flanco del oleaje antes de llegar al punto caliente de Marion a 36°E. [16]
La isla Marion, donde se encuentra el punto caliente de Marion, se encuentra a 250 km (160 mi) del SWIR en una corteza de 28 Ma . La isla Bouvet, ubicada a 300 km (190 mi) de la triple unión de Bouvet y a 55 km (34 mi) del SWIR, se encuentra en una corteza de 7 Ma, aunque no se ha determinado la ubicación exacta del punto caliente de Bouvet. [17]
Entre el punto caliente de Marion y la zona franca de Gallieni hay una segmentación irregular con una profundidad axial relativamente baja. [17] Entre la zona franca de Prince Edward y la zona franca de Atlantis II (35–57°E), todas las fallas transformantes principales (y sus anomalías magnéticas de 35 Ma asociadas ) tienen una tendencia cada vez más directa de norte a sur. Las anomalías magnéticas en la cuenca de Mozambique indican que esta es la dirección de propagación dominante durante los últimos 80 Ma. [18]
Los cambios importantes en Discovery FZ (42°E), Galliene FZ (52°E) y Melville FZ (60°E) definen la segmentación a gran escala del SWIR. La profundidad axial media varía entre 4.730 m (15.520 pies) entre Melville FZ y Rodrigues TJ, una sección sustentada por una corteza delgada o un manto frío, hasta 3.050 m (10.010 pies) entre Andrew Bain FZ y Discovery FZ, una sección afectada por el punto caliente Marion. [19]
Entre las zonas de formación de Indomed y Gallieni, el SWIR es más superficial y tiene un mayor aporte de magma que las secciones vecinas más profundas; la corteza también es más gruesa y/o el manto más caliente. Esto probablemente se deba a la interacción con el punto caliente de Crozet, cuyo aumento del magmatismo dio lugar a la gran meseta volcánica de Crozet hace unos 10 Ma. El punto caliente también desencadena columnas térmicas e incorpora pequeñas cantidades de material del manto inferior (lo que da lugar a una firma mixta de basalto de islas oceánicas (OIB)/basalto de dorsales oceánicas (MORB)). Sin embargo, el punto caliente/banco de Crozet se encuentra a más de 1000 km del SWIR y, en teoría, se supone que la interacción entre el punto caliente y la dorsal a distancias superiores a 500 km es insignificante. Sin embargo, los puntos calientes de Kerguelen y Reunión probablemente interactúan con la dorsal del sudeste de la India y la dorsal central de la India a distancias similares, como lo sugieren las cadenas volcánicas y los lineamientos que conectan esas dorsales y puntos calientes. La ausencia de tales lineamientos entre el SWIR y Crozet se puede explicar por la edad y el espesor de las placas: se cree que las placas de más de 25 Ma son demasiado gruesas para que las penetren las columnas. [20]
Entre las zonas de falla Gallieni y Melville, el SWIR era originalmente más o menos perpendicular a la dirección de propagación con pocos y pequeños desfases. Hace unos 40 Ma, un cambio en el sentido de las agujas del reloj en la dirección de propagación dio lugar rápidamente a desfases uniformemente espaciados y a un terreno más accidentado. Desde entonces, la falla transformante Atlantis II ha crecido mientras que los desfases al oeste y al este de ella han comenzado a desaparecer. Dentro de unos 40 Ma, las fallas transformantes Gallieni, Atlantis II y Melville seguirán creciendo mientras que los segmentos SWIR entre ellas mantendrán la mayor parte de su longitud y forma actuales. [21]
Al este de la zona franca indomable (al sur de Madagascar), la SWIR es el producto de 64 millones de años de propagación hacia el este de la triple unión de Rodríguez. Esta sección está compuesta por discontinuidades no transformadas regularmente espaciadas, segmentos amagmáticos oblicuos cortos y las transformadas Atlantis II, Novara y Melville. [16] Un aumento en la profundidad axial al este de 49°E refleja una extensión no magmática. [17]
La segmentación y morfología en el valle axial del SWIR más oriental es única para las dorsales de expansión ultralenta. Los segmentos de dorsales de 3000 m de altura están unidos por segmentos axiales de más de 100 km de longitud. No hay vulcanismo a lo largo de esta sección. Los flancos del eje de la dorsal son anchos y carecen de una capa de corteza volcánica. Estos flancos son redondeados y lisos y carecen del patrón corrugado asociado con los complejos de núcleos oceánicos . Este fondo marino no volcánico está formado por rocas derivadas del manto alteradas por el agua de mar que fueron traídas a la superficie por fallas de desprendimiento a gran escala. Durante los últimos 10 Ma, estas fallas de desprendimiento se han volcado de un lado a otro a lo largo del eje de la dorsal y han producido casi toda la divergencia a lo largo de esta sección del SWIR. [22]
En el SWIR más oriental, al este de Melville FZ (60°45' E), el manto es inusualmente frío y la corteza delgada (3,7 km en promedio), lo que resulta en solo una fusión parcial en el manto y una disminución en el suministro de masa fundida al SWIR en esta región. [22] Esta escasez en el suministro de magma ha dado como resultado menos montes submarinos pero más altos al este de Melville; hay más de 100 montes submarinos por 10 3 km 2 de aproximadamente 50 m de altura al oeste de Melville, mientras que al este de Melville hay menos de 10 montes submarinos por 10 3 km 2 de más de 100 m de altura. [23]
El SWIR se caracteriza por zonas de fracturas profundas, subparalelas y bien delineadas , a veces a más de 6000 km (3700 mi) de profundidad, delineadas por bordes elevados, que a veces alcanzan hasta 2000 m (6600 ft) por debajo del nivel del mar. Estas zonas de fractura son muy largas y a menudo se alinean con estructuras más antiguas cerca de las plataformas continentales. [13] Estas zonas de fractura, y sus extensiones en la cuenca de Agulhas , son líneas de flujo que describen el movimiento de África y la Antártida desde la ruptura de Gondwana en el Cretácico Superior. [13] [24]
El SWIR se abrió durante la ruptura de Gondwana cuando la Antártida se separó de África durante la gran provincia ígnea Karoo del Pérmico-Triásico , hace unos 185-180 Ma, en lo que hoy es la cuenca de Mozambique y el mar de Riiser-Larsen . [25] La dirección de expansión entre los continentes comenzó a cambiar alrededor de los 74 Ma y entre los 69 y 64 Ma la expansión se desaceleró (aproximadamente 1 cm/año) y luego cambió su orientación a NE-SO. Las zonas de fractura cerca de la Zona de Fractura Príncipe Eduardo son del Eoceno, mucho más jóvenes de lo que se podría suponer a partir de su longitud. [26]
42°S 41°E / 42°S 41°E / -42; 41