En geología , el término exhumación se refiere al proceso por el cual una parcela de roca (que anteriormente estaba enterrada), se acerca a la superficie terrestre. [1]
Se diferencia de las ideas relacionadas de levantamiento de rocas y levantamiento de superficie en que se mide explícitamente en relación con la superficie de la Tierra, en lugar de con referencia a algún marco de referencia absoluto, como el geoide de la Tierra . [1]
La exhumación de rocas enterradas debe considerarse en dos categorías diferentes, a saber, exhumación por denudación / erosión o exhumación por procesos tectónicos seguidos de erosión . En el último caso, las rocas (o paquetes de rocas) de niveles de la corteza más profundos (de metros a kilómetros de profundidad debajo de la superficie de la Tierra) son llevadas hacia la superficie de la Tierra (es decir, niveles de la corteza menos profundos) por engrosamiento de la corteza (ver también levantamiento tectónico comparado ) y/o extensión. tectónica y posteriormente quedan expuestos por la erosión. A menudo, la exhumación implica una interacción compleja entre el engrosamiento de la corteza terrestre, la tectónica extensional y la erosión.
Cabe destacar que existen características superpuestas entre los diferentes modos de entierro y exhumación y su distinción y entre ellos se basa en una serie de parámetros tales como: [2]
El modelado geológico detallado e integrado , la geología estructural , la geocronología y las disciplinas geológicas metamórficas son clave para comprender estos procesos.
La exhumación mediante denudación podría considerarse como el proceso de exponer paquetes de rocas únicamente mediante la eliminación de los sedimentos no consolidados o las capas de roca sólida que los recubren. La denudación se considera aquí como un proceso que elimina partes de la corteza superior de la Tierra mediante procesos físicos que ocurren de forma natural (por ejemplo, glaciares , viento, agua, deslizamientos de tierra ). A través de esta forma de exhumación, algo previamente enterrado en sedimentos , por ejemplo un accidente geográfico , se descubre y puede quedar expuesto.
La exhumación por procesos tectónicos se refiere a cualquier mecanismo geológico que lleva rocas desde niveles de la corteza más profundos a niveles de la corteza más superficiales. Si bien la erosión o denudación es fundamental para eventualmente exponer estas rocas más profundas en la superficie de la Tierra, el fenómeno geológico que lleva las rocas a una corteza menos profunda todavía se considera procesos de exhumación. La exhumación geológica ocurre en una variedad de escalas, desde empujes de menor escala que generalmente ocurren dentro de la corteza poco profunda (a menos de aproximadamente 10 km de profundidad) [3] , lo que resulta en exhumaciones en el orden de centímetros a escalas de metros, hasta características de mayor escala. originándose en niveles más profundos de la corteza terrestre a lo largo de los cuales, la exhumación es del orden de cientos de metros a kilómetros.
Los mecanismos geológicos que impulsan la exhumación de la corteza profunda pueden ocurrir en una variedad de entornos tectónicos , pero en última instancia son impulsados por la convergencia de placas tectónicas a través de la subducción . Dependiendo del tipo de límite convergente , la exhumación se produce por empuje en la cuña de acreción , por obducción y/o como un proceso durante el ciclo orogénico (es decir, ciclo de formación y colapso de montañas).
Durante la subducción de una placa oceánica debajo de la corteza continental, algunos fragmentos de la corteza oceánica pueden quedar atrapados sobre la corteza continental mediante obducción . Las rocas resultantes obducidas sobre la corteza continental se denominan ofiolitas . [4] Si bien el mecanismo exacto detrás de la formación de ofiolitas aún está en debate, [4] esas rocas todavía muestran un ejemplo de rocas exhumadas y expuestas en la superficie mediante el proceso tectónico de obducción y luego expuestas.
La exhumación de rocas de la corteza profunda durante un ciclo orogénico ocurre principalmente durante la colisión continental o durante la extensión posterior a la colisión [2] y, por lo tanto, se agrupa ampliamente en los tres mecanismos que se utilizan para describir el entierro y la exhumación del ciclo, a saber, sin- cuñas orogénicas convergentes, [5] [6] flujo de canales (también conocido como extrusión dúctil) [7] y colapso gravitacional posconvergencia.
Durante la subducción a las fases de colisión del ciclo orogénico, se forma una cuña tectónica en la proa (lado de la placa de subducción) y comúnmente en la retrocuña (lado continental) del orógeno. Durante la convergencia continua, la cuña mantiene su forma manteniendo su ángulo crítico de ahusamiento [6] [5] mediante la interacción del engrosamiento a través de la acreción basal o propagación del antepaís (acreción frontal) y el adelgazamiento a través de fallas normales y erosión en la parte superior de la cuña. La erosión de la cuña afecta significativamente la dinámica dentro de la cuña, lo que promueve la exhumación al empujar rocas de la corteza media hacia la pared colgante de la cuña. [8] [9] Las características de este modo de exhumación incluyen evidencia de un fuerte cizallamiento inverso no coaxial, metamorfismo progrado, las edades de enfriamiento son progresivamente más jóvenes hacia niveles estructurales más profundos y que la exhumación en niveles estructurales más altos es contemporánea al entierro del niveles estructurales. [2] Las tectónicas de este tipo dan lugar a cinturones de pliegue y empuje o, si se acumulan durante largos períodos, pueden formar orógenos apilados de forma espesa y largos y calientes, [7] como los del Himalaya .
El flujo de canal ocurre típicamente en orógenos de larga duración cuando el orógeno es lo suficientemente espeso como para promover la fusión parcial en la parte media-inferior del orógeno hasta un punto donde las rocas alcanzan una viscosidad críticamente baja que les permite fluir. [7] [10] [11] Posteriormente, estas rocas pueden desacoplarse de su base y comenzar a fluir hacia niveles más altos de la corteza terrestre a lo largo de gradientes de presión litostática que pueden ser causados por la flotabilidad inducida por el derretimiento o por diferencias en la topografía y los contrastes de densidad lateral. [12] ambos afectados por la erosión. [13] Las características de este modo de exhumación incluyen corte normal simultáneo y corte inverso a lo largo del techo y la base del canal respectivamente, conjuntos metamórficos retrógrados de alta temperatura, edades de arrullo deben ser más jóvenes hacia el frente del canal y trayectorias de PTt que sugieren una duración prolongada. inhumación y exhumación sincrónica en todo el canal. [2]
El colapso gravitacional posconvergente (extensión) ocurre una vez que las fuerzas de convergencia ya no pueden soportar la fuerza gravitacional del orógeno que se acumuló durante la colisión. [ cita necesaria ] Durante el colapso, las rocas de alta ley del núcleo del orógeno se exhuman a través de un flujo ascendente hacia áreas de la corteza ahora adelgazadas formando complejos centrales metamórficos en forma de cúpula . [14] [15] Alternativamente, o en conjunto con la extensión del centro del orógeno, la propagación de la masa rocosa hacia el margen puede conducir a la exhumación a lo largo de una serie de cabalgamientos frágiles o dúctiles y fallas normales [11] y, en última instancia, la formación de cinturones tipo pliegue y empuje a lo largo de los márgenes del orógeno colapsado. Las características del colapso gravitacional incluyen zonas de corte de sentido normal que bordean hacia afuera a lo largo de los márgenes de los complejos centrales y caminos PTt de tipo exclusivo para exhumación. [2]