Antearco es un término de tectónica de placas que se refiere a una región en una zona de subducción entre una fosa oceánica y el arco volcánico asociado . Las regiones de antearco están presentes a lo largo de los márgenes convergentes y se forman epónimamente "delante" de los arcos volcánicos que son característicos de los márgenes de placas convergentes. Una región de trasarco es la región acompañante detrás del arco volcánico.
Muchos antearcos tienen una cuña de acreción que puede formar una cresta topográfica conocida como cresta de arco exterior que corre paralela al arco volcánico. Una cuenca de antearco entre la cuña de acreción y el arco volcánico puede acumular depósitos espesos de sedimentos, a veces denominados valle de arco exterior. Debido a las tensiones de colisión a medida que una placa tectónica se subduce bajo otra, las regiones de antearco son fuentes de terremotos potentes. [1] [2]
Durante la subducción , una placa oceánica se empuja por debajo de otra placa tectónica, que puede ser oceánica o continental . El agua y otros elementos volátiles de la placa en subducción provocan la fusión del flujo en el manto superior , lo que crea magma que se eleva y penetra en la placa superior, formando un arco volcánico . El peso de la placa en subducción flexiona la placa superior y crea una fosa oceánica . Esta área entre la fosa y el arco se denomina región de antearco, y la zona situada detrás del arco y alejada de la fosa se conoce como región de trasarco .
La región del manto entre la placa superior y la placa en subducción experimenta un flujo de esquina cerca del arco posterior impulsado por el movimiento de inclinación hacia abajo de la placa en subducción. [3] Al mismo tiempo, la temperatura de la cuña del manto más cercana a la zanja está dominada por la placa en subducción más densa y fría, lo que da como resultado una porción fría y estancada de la cuña del manto. [4] [5]
Las teorías iniciales propusieron que las fosas oceánicas y los arcos magmáticos eran los principales proveedores de las cuñas de sedimentación por acreción en las regiones del antearco. Un descubrimiento más reciente sugiere que parte del material acrecionado en la región del antearco proviene de una fuente del manto junto con turbiditas de fosas derivadas de material continental. Esta teoría se sostiene debido a la evidencia de sedimentos pelágicos y corteza continental que se subducen en procesos conocidos como subducción de sedimentos y erosión por subducción respectivamente. [2]
A lo largo del tiempo geológico, los depósitos del antearco se reciclan constantemente debido a la erosión, la deformación y la subducción sedimentaria. La circulación constante de material en la región del antearco (prisma de acreción, cuenca del antearco y trinchera) genera una mezcla de secuencias ígneas, metamórficas y sedimentarias. En general, hay un aumento del grado metamórfico de la trinchera al arco, donde el grado más alto (esquisto azul a eclogita) se eleva estructuralmente (en los prismas) en comparación con los depósitos más jóvenes (cuencas). Las regiones del antearco también son donde se emplazan las ofiolitas en caso de que se produzca una obducción , pero dichos depósitos no son continuos y a menudo pueden ser eliminados por la erosión. [2] [6]
A medida que las placas tectónicas convergen, el cierre de un océano dará como resultado la convergencia de dos masas de tierra, cada una de las cuales es un arco de islas o un margen continental. Cuando estos dos cuerpos chocan, el resultado es la orogénesis , momento en el que la corteza oceánica que se desplaza hacia abajo se desacelera. [2] [7] En las primeras etapas de la colisión arco-continente , hay elevación y erosión del prisma de acreción y la cuenca del antearco. En las últimas etapas de la colisión, la región del antearco puede suturarse, rotarse y acortarse, lo que puede formar pliegues sincolisionales y cinturones de empuje.
En la superficie, la región del antearco puede incluir una o más cuencas de antearco, un punto alto del arco exterior, un prisma de acreción y la propia fosa. [2] La interfaz de subducción del antearco puede incluir una zona sismogénica, donde pueden ocurrir terremotos de mega-hundimiento, una zona desacoplada y una zona viscosamente acoplada. [4] [8]
El prisma de acreción se encuentra en la pendiente de la ruptura de la zanja, donde el ángulo de pendiente se reduce significativamente. Entre la ruptura y el arco magmático, una cuenca sedimentaria llena de material erosivo del arco volcánico y el sustrato puede acumularse en una cuenca de antearco que se superpone a las secciones de empuje más antiguas en la cuña de la región de antearco. [2]
En general, la topografía del antearco (específicamente en la región de la fosa) intenta lograr un equilibrio entre la flotabilidad y las fuerzas tectónicas causadas por la subducción. El movimiento ascendente del antearco está relacionado con las fuerzas de flotabilidad y el movimiento descendente está asociado con la fuerza tectónica que hace que la litosfera oceánica descienda. [2] La relación entre la pendiente de la superficie y el empuje de subducción también juega un papel importante en la variación de la estructura y la deformación del antearco. [1] Una cuña de subducción puede clasificarse como estable con poca deformación o inestable con una deformación interna generalizada (ver la sección sobre Modelos). Algunas deformaciones comunes en los sedimentos del antearco son la deformación sinsedimentaria y los olistóstromos , como los que se observan en la región del antearco de Magnitogorsk . [7]
Existen dos modelos que caracterizan la formación y deformación de una cuenca de antearco y que dependen de la deposición y subsidencia de sedimentos (véase la figura). El primer modelo representa una cuenca de antearco formada con poco o ningún aporte de sedimentos. Por el contrario, el segundo modelo representa una cuenca con un aporte de sedimentos saludable. La profundidad de la cuenca depende del aporte de sedimentos de las placas oceánicas, del material clástico de origen continental y de las tasas de convergencia ortogonal. [1] [2] El flujo de acreción (aporte de sedimentos entrante y saliente) también determina la tasa a la que crecen las cuñas de sedimentación dentro del antearco. [1]
La edad de la corteza oceánica junto con la velocidad convergente controlan el acoplamiento a lo largo de la interfaz convergente de la corteza continental y oceánica. La fuerza de este acoplamiento controla la deformación asociada con el evento y se puede ver en las señales de deformación de la región del antearco. [2]
La intensa interacción entre las placas superiores e inferiores en las regiones del antearco ha demostrado generar fuertes mecanismos de acoplamiento que dan lugar a megaterremotos como el terremoto de Tohoku-oki que se produjo frente a la costa del Pacífico del noreste de Japón (Tian y Liu, 2013). Estos megaterremotos pueden estar correlacionados con valores bajos de flujo de calor generalmente asociados con las regiones del antearco. Los datos geotérmicos muestran un flujo de calor de ~30–40 mW/m 2 , lo que indica un manto frío y fuerte. [9]
Un buen ejemplo es el antearco de las Marianas, donde los científicos han realizado una amplia investigación. En este entorno hay un margen erosivo y una pendiente de antearco que consta de volcanes de lodo serpentino de 2 km de altura y 30 km de diámetro. Las propiedades erosivas de estos volcanes son consistentes con los grados metamórficos (esquistos azules) esperados para esta región del antearco. Hay evidencia de datos y modelos geotérmicos que muestran la interfaz de la placa y el manto, los niveles de fricción y la litosfera oceánica fría en la fosa. [2] Otros buenos ejemplos son: