La obducción es un proceso geológico por el cual la corteza oceánica más densa (e incluso el manto superior ) se desprende de una placa oceánica descendente en un límite de placa convergente y se empuja sobre la parte superior de una placa adyacente. [1] [2] Cuando las placas oceánicas y continentales convergen, normalmente la corteza oceánica más densa se hunde bajo la corteza continental en el proceso de subducción . [3] La obducción, que es menos común, normalmente ocurre en colisiones de placas en cinturones orogénicos (parte del material de la placa oceánica en subducción se coloca sobre la placa continental) [4] o cuencas de arco posterior (regiones donde el borde de un continente se aleja del resto del continente debido a la tensión de la colisión de placas). [5]
La obducción de la litosfera oceánica produce un conjunto característico de tipos de rocas llamados ofiolitas . Este conjunto está formado por rocas sedimentarias de aguas profundas ( sílex , caliza , sedimentos clásticos ), rocas volcánicas ( lavas almohadilladas , vidrio volcánico , ceniza volcánica , diques laminados y gabros ) y peridotita (roca del manto). [6] John McPhee describe la formación de ofiolitas por obducción como "donde la corteza oceánica se desliza hacia una fosa y pasa por debajo de un continente, [y] una parte de la corteza, es decir, una ofiolita, se desprende de la parte superior y termina en el borde del continente". [7]
La obducción puede ocurrir cuando un fragmento de corteza continental queda atrapado en una zona de subducción, con el consiguiente empuje de rocas oceánicas máficas y ultramáficas desde el manto hacia la corteza continental. La obducción ocurre a menudo cuando una pequeña placa tectónica queda atrapada entre dos placas más grandes, y la corteza (tanto la del arco insular como la oceánica) se une a un continente adyacente como un nuevo terreno . Cuando dos placas continentales chocan, la obducción de la corteza oceánica entre ellas suele ser parte de la orogenia resultante . [ cita requerida ]
Este proceso opera debajo y detrás de las paredes internas de las fosas oceánicas (zona de subducción), donde rebanadas de corteza oceánica y manto se arrancan de la parte superior de la placa descendente y se encajan y compactan en conjuntos de alta presión contra el borde delantero de la otra placa. [8]
Es probable que se produzca un debilitamiento y agrietamiento de la corteza oceánica y del manto superior en el régimen tensional. Esto da como resultado la incorporación de placas ofiolíticas en la placa superior. [8] El empaquetamiento progresivo de láminas ofiolíticas y fragmentos de arco contra el borde delantero de un continente puede continuar durante un largo período de tiempo y conducir a una forma de acreción continental .
La forma más simple de este tipo de obducción puede surgir del desarrollo de una zona de subducción cerca del margen continental. Por encima y detrás de la zona de subducción, una costra oceánica y un manto se desplazan sobre la placa descendente. El océano, que se interpone entre el margen continental y la zona de subducción, es absorbido progresivamente hasta que el margen continental llega a la zona de subducción y una cuña o porción gigante ( manto ) de corteza oceánica y manto es empujada a través del margen continental. [ cita requerida ] Debido a que la flotabilidad de la corteza continental relativamente ligera probablemente prohíba su subducción extensa, se producirá un cambio en la polaridad de la subducción, lo que dará lugar a una capa de ofiolita que se encuentra sobre una placa descendente. [ cita requerida ]
Sin embargo, si una gran extensión de océano se interpone entre el margen continental y la zona de subducción, puede llegar a formarse un arco y una cuenca de arco posterior completamente desarrollados que colisionen con el margen continental. Una mayor convergencia puede provocar un cabalgamiento excesivo del conjunto del arco volcánico y puede ir seguida de una inversión de la polaridad de subducción . Según el conjunto rocoso, así como el basamento ofiolítico complejamente deformado y las intrusiones del arco, es posible que el complejo costero del oeste de Terranova se haya formado mediante este mecanismo. [8]
Este concepto implica el levantamiento progresivo de una dorsal oceánica que se extiende activamente, el desprendimiento de láminas de la parte superior de la litosfera y el posterior deslizamiento gravitacional de estas láminas sobre el margen continental en forma de ofiolitas. Este concepto fue defendido por Reinhardt [9] para el emplazamiento del complejo de ofiolitas de Semail en Omán y defendido por Church [10] y Church y Stevens [11] para el emplazamiento de la capa de la Bahía de las Islas en el oeste de Terranova. Este concepto ha sido posteriormente reemplazado por hipótesis que abogan por la subducción del margen continental debajo de la litosfera oceánica.
Muchos complejos ofiolíticos se emplazaron como láminas delgadas y calientes de litosfera oceánica obducida poco después de su generación por acreción de placas. [12] El cambio de un límite de placas en expansión a un límite de placas de subducción puede ser resultado de una rápida reorganización del movimiento relativo de las placas. Una falla transformante también puede convertirse en una zona de subducción, con el lado con la litosfera más alta, más caliente y más delgada sobre la litosfera más baja y más fría. Este mecanismo conduciría a la obducción del complejo ofiolítico si se produjera cerca de un margen continental. [8]
En el caso de que una dorsal en expansión se acerque a una zona de subducción, la dorsal choca con la zona de subducción, momento en el que se desarrollará una interacción compleja de roca sedimentaria tectónica relacionada con la subducción y actividad ígnea tectónica relacionada con la expansión. La dorsal restante puede subducirse o ascender a través de la fosa sobre la brecha de la fosa de arco y los terrenos de arco como una porción de ofiolita caliente. [8]
Un posible ejemplo es la disminución progresiva de la placa Farallón frente a California. No se esperaría una obducción ofiolítica, ya que las dos placas comparten un límite de transformación dextral. Sin embargo, la importante colisión de la placa Kula / Pacífico con la de Alaska/Aleutiana dio lugar al inicio de la subducción de la placa del Pacífico debajo de Alaska, sin signos de obducción ni de ninguna manifestación importante de que una dorsal fuera “devorada”. [8]
Dewey y Bird [13] sugieren que una forma común de obducción de ofiolitas está relacionada con el cierre de las cuencas marginales del arco posterior y que, durante dicho cierre por subducción, partes de la corteza oceánica y del manto pueden ser expulsadas hacia las zonas continentales adyacentes y emplazadas como capas de ofiolitas. En la región de alto flujo de calor de un arco volcánico y una cuenca del arco posterior, la litosfera es particularmente delgada.
Esta delgada litosfera puede fallar preferentemente a lo largo de una superficie de empuje de suave inclinación si se aplica una tensión de compresión a la región. En estas circunstancias, una delgada capa de litosfera puede desprenderse y comenzar a deslizarse sobre la litosfera adyacente para finalmente empotrarse como una delgada capa de ofiolita en el antepaís continental adyacente. [8] Este mecanismo es una forma de convergencia de placas donde una delgada capa caliente de litosfera oceánica se obduce sobre una litosfera más fría y más gruesa.
A medida que un océano queda atrapado progresivamente entre dos litosferas continentales en colisión, las cuñas ascendentes de corteza oceánica y manto se ven atrapadas entre las placas continentales y se desprenden y comienzan a ascender por la elevación continental que avanza. La convergencia continua puede conducir al cabalgamiento de la brecha entre el arco y la fosa y, finalmente, al cabalgamiento de las rocas metamórficas plutónicas y volcánicas del arco volcánico.
Tras la subducción total de un tramo oceánico, la convergencia continua puede dar lugar a una nueva secuencia de mecanismos intracontinentales de acortamiento de la corteza. Se cree que este mecanismo es responsable de las diversas cuencas oceánicas de la región mediterránea. Se cree que el cinturón alpino registra una historia compleja de interacciones entre placas durante la convergencia general de las placas euroasiática y africana . [8]
En la actualidad se conocen pocas placas continentales que hayan sido obducidas bajo una placa oceánica, pero en el pasado parece que esto ha sucedido varias veces. Por lo tanto, hay ejemplos de rocas de la corteza oceánica y rocas del manto más profundo que han sido obducidas y ahora están expuestas en la superficie, en todo el mundo. Nueva Caledonia es un ejemplo de obducción reciente. Las montañas Klamath del norte de California contienen varias losas oceánicas obducidas, la más famosa de las cuales es la ofiolita de la Cordillera Costera . También se encuentran fragmentos obducidos en las montañas Hajar de Omán, [9] las montañas Troodos de Chipre , Terranova , [13] Nueva Zelanda , los Alpes de Europa, las islas Shetland de Unst y Fetlar, la isla Leka en Noruega y la ofiolita Blue Ridge en los montes Apalaches del este de Norteamérica.