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Grieta que se propaga

Geometría gráfica de una grieta en propagación. La flecha roja indica la dirección de propagación.

Una grieta en propagación es una característica del fondo marino asociada con los centros de expansión en las dorsales oceánicas y las cuencas de arco posterior . [1] Se observan más comúnmente en centros de expansión de velocidad más rápida (50 mm/año o más). [2] Estas características se forman por el alargamiento de un segmento de expansión a expensas de un segmento de expansión vecino desplazado. [3] Por lo tanto, estas son características remanentes producidas por la migración de la punta de un centro de expansión. [4] [5] [6] En otras palabras, a medida que la punta de un centro de expansión migra o crece, la placa misma crece a expensas de la placa que se encoge, transfiriendo litosfera de la placa que se encoge a la placa que crece. [7]

Terminología

Muchos otros términos que se han usado indistintamente con "rift propagante", incluyendo crestas propagantes, [8] reubicación de crestas, [9] crestas migratorias, [1] propagadores, [3] saltos de elevación [6] y saltos de cresta. [7] Si bien todos se refieren a las mismas características, "saltos de cresta" y "saltos de elevación" a veces se usan para referirse a propagaciones discontinuas o discretas de un centro de expansión, [9] que se observan más comúnmente en crestas de expansión lenta a medida que el calor requerido para causar saltos de cresta aumenta con la tasa de expansión y la edad del fondo marino . [9]

Formación

Las grietas que se propagan se forman como resultado de un cambio en los movimientos de las placas, [8] saltos incrementales de la punta de un centro de expansión a través de una falla transformante o, en la mayoría de los casos, de la migración de centros de expansión superpuestos (OSC) a lo largo de la cresta de una dorsal oceánica. [10] El mecanismo de propagación se ha atribuido a algunas hipótesis diferentes:

  1. La hipótesis de la mecánica de fracturas [8] describe que una alta concentración de tensión en la punta de una dorsal puede provocar una falla progresiva de la litosfera, lo que permite la propagación de grietas . Las tensiones gravitacionales excesivas debidas a estas dorsales poco profundas pueden aumentar aún más el crecimiento de las dorsales como mecanismo impulsor principal. En otras palabras, la velocidad de propagación de los segmentos de las dorsales es proporcional al espesor axial de la corteza. Una corteza oceánica más gruesa puede provocar una mayor tensión gravitacional y, por lo tanto, una mayor fuerza impulsora de propagación. [9]
  2. Cuando existe un gradiente batimétrico significativo , el gradiente gravitacional asociado puede ser un mecanismo importante. Los datos altimétricos muestran la proporcionalidad entre el gradiente batimétrico y la velocidad de propagación. Los centros de expansión con un eje alto tienden a tener velocidades de propagación más altas debido a la menor resistencia litosférica de la litosfera más joven y débil. Los datos altimétricos también demuestran la posible correlación entre el gradiente batimétrico y la dirección de propagación. [8]
  3. La interacción entre crestas y puntos calientes [9] provoca un debilitamiento de la litosfera, lo que permite la formación de nuevas grietas a medida que el magma asciende.
  4. En términos de longitud de grieta, las puntas de grietas con grietas más largas poseen una mayor fuerza impulsora de propagación debido a fuerzas de extensión de campo lejano más fuertes, lo que lleva a la idea de que los segmentos más largos siempre crecen a expensas de los segmentos más cortos. [3] [8]
  5. En el caso de las crestas que se extienden en la cuenca del arco posterior, se ha pensado que la propagación está controlada por el arco volcánico . [1] Las grietas parecen propagarse hacia la dirección del arco volcánico.

Identificación

Anomalías magnéticas (color) en la costa oeste de América del Norte. Las líneas discontinuas son centros de expansión. Las líneas transversales delgadas marcan pseudo fallas, que son características creadas por rifts que se propagan.

Los patrones en forma de V de "pseudofallas" oblicuas a ambos lados de las dorsales en crecimiento [6] son ​​una característica distintiva de las grietas en propagación. Esta característica del fondo marino, dejada a raíz de la migración de segmentos, parece estar compensada por una falla aparente en la corteza oceánica. Sin embargo, las compensaciones son solo características superficiales del fondo marino en lugar de zonas de fallas verdaderas ; de ahí el término "pseudofallas". [5] En algunas circunstancias, cuando la tasa de propagación es baja, se pueden observar depresiones morfológicas a lo largo de las "pseudofallas" y zonas de cizallamiento , creando una firma batimétrica distintiva de grietas en propagación. [8] Además de eso, la formación de "pseudofallas" en forma de "V" también conduce a los patrones en "V" de anomalía magnética y discontinuidades de edad a lo largo del fondo marino. [6]

Firmas batimétricas de las grietas en propagación observadas en la Dorsal del Pacífico Oriental y el Centro de Expansión de Galápagos. Las líneas discontinuas amarillas indican depresiones morfológicas creadas a raíz de las grietas en propagación.

Modelos geométricos

Se han utilizado dos conjuntos de geometría para describir los tipos de grietas que se propagan:

El primer conjunto se basa en la morfología del segmento creciente de las grietas que se propagan. [8] Bajo este modelo geométrico, se describieron dos tipos de grietas que se propagan: (1) Propagación de crestas de valle medio (2) Propagación de crestas altas axiales. La diferencia en la morfología de las grietas que crecen es el resultado de la diferencia en la tasa de propagación. Las grietas que se propagan con una tasa de propagación que es aproximadamente el 25% de la tasa de expansión tendrían una morfología de "valle medio" en su segmento creciente que está dominado por un punto bajo relativo a lo largo del eje de la cresta. Por otro lado, las grietas que se propagan con una tasa de propagación que es >50% de la tasa de propagación tendrían una morfología "alta axial", dominada por un eje de cresta pronunciado y relativamente alto. [8]

El segundo conjunto de geometrías se basa en el estilo de propagación de las grietas. [11] Bajo este modelo de geometría, se describieron tres tipos de grietas que se propagan: (1) Discontinua (2) Continua (3) Zona de Transformación Amplia. "Discontinua" se utiliza para describir grietas que se propagan con un movimiento de propagación discreto (o saltos de cresta). "Continua" se utiliza para describir grietas que se propagan con una propagación constante. "Zona de Transformación Amplia" se utiliza para describir grietas que se propagan con una zona de cizallamiento amplia en lugar de una falla de transformación como límite con el segmento de propagación vecino. [6] [11]

Interacción entre puntos calientes y crestas como mecanismo de propagación de rifts

La interacción entre puntos calientes y crestas [9] es uno de los mecanismos de propagación de las grietas. Algunas de las interacciones que pueden provocar la reubicación de las crestas incluyen la tensión litosférica y el adelgazamiento térmico, así como la penetración de magma causada por magma caliente que se desplaza por convección debajo de la litosfera, lo que conduce a un mayor debilitamiento de la litosfera. Las interacciones entre puntos calientes y crestas se pueden observar de dos maneras: interacciones entre grietas que se propagan y un punto caliente fijo o un punto caliente migratorio.

  1. La interacción con un punto caliente fijo se describe como penetración de magma en un punto caliente fijo. En este escenario, la litosfera fuera del eje se debilita por un punto caliente cerca de una dorsal en expansión. El afloramiento de magma en la litosfera fuera del eje debilitada provoca el desarrollo de divergencia . El predominio del afloramiento en la nueva grieta provoca una marcada disminución en la tasa de expansión del antiguo eje de expansión y un marcado aumento en la tasa de expansión de la nueva grieta. A medida que cesa el antiguo centro de expansión, la nueva grieta forma el nuevo centro de expansión.
  2. La interacción con un punto caliente migratorio se describe como una zona de intrusión de punto caliente migratorio. En este escenario, un punto caliente (con una alta tasa de calentamiento) que se acerca a un centro de expansión causa un adelgazamiento asimétrico de la litosfera en una amplia región, lo que conduce a la formación de nuevas grietas. La surgencia del manto caliente en las nuevas grietas causa un salto de cresta. Después del salto de cresta, el nuevo centro de expansión y el punto caliente migran juntos. Dependiendo de qué tan rápido migren el punto caliente y el centro de expansión, el punto caliente eventualmente se separaría del centro de expansión. El impacto del salto de cresta es proporcional a la tasa de calentamiento del punto caliente. [9]

Descubrimiento de grietas en propagación

Se observaron por primera vez en la década de 1970 en la dorsal de Juan de Fuca (centro de expansión) frente a la costa noroeste de América del Norte, donde las anomalías magnéticas marinas creadas durante la expansión del fondo marino muestran desplazamientos no paralelos a las direcciones de movimiento de las placas indicadas por las tendencias de las fallas transformantes. [5] Pronto se encontraron en otros lugares, incluido el centro de expansión de las Galápagos [6] y la dorsal del Pacífico oriental [12] , y ahora se sabe que son omnipresentes en las dorsales de velocidad de expansión rápida e intermedia. [12]

Véase también

Referencias

  1. ^ abc Parson, LM; Pearce, JA; Murton, BJ; Hodkinson, RA (1990). "El papel de los saltos de dorsales y la propagación de dorsales en la evolución tectónica de la cuenca de arco posterior de Lau, suroeste del Pacífico". Geología . 18 (5): 470–473. Bibcode :1990Geo....18..470P. doi :10.1130/0091-7613(1990)018<0470:RORJAR>2.3.CO;2.
  2. ^ Searle, Roger (2013). Dorsales oceánicas . Nueva York: Cambridge. p. 2. ISBN 9781107017528.OCLC 842323181  .
  3. ^ abc Kleinrock, Martin C.; Tucholke, Brian E.; Lin, Jian; Tivey, Maurice A. (1997). "Propagación rápida de rift en una dorsal de expansión lenta" (PDF) . Geología . 25 (7): 639–642. Bibcode :1997Geo....25..639K. doi :10.1130/0091-7613(1997)025<0639:FRPAAS>2.3.CO;2.{{cite journal}}: CS1 maint: varios nombres: lista de autores ( enlace )
  4. ^ Atwater, Tanya (1981). "Propagación de grietas en los patrones de expansión del fondo marino". Nature . 290 (5803): 185–186. Código Bibliográfico :1981Natur.290..185A. doi :10.1038/290185a0. S2CID  4366184.
  5. ^ abc Hey, Richard (1977). "Una nueva clase de "pseudofallas" y su relación con la tectónica de placas: un modelo de propagación de rift". Earth and Planetary Science Letters . 37 (2): 321–325. Bibcode :1977E&PSL..37..321H. doi :10.1016/0012-821x(77)90177-7.
  6. ^ abcdef Hey, Richard; Duennebier, Frederick K.; Morgan, W. Jason (1980-07-10). "Propagación de grietas en las dorsales oceánicas". Journal of Geophysical Research: Solid Earth . 85 (B7): 3647–3658. Bibcode :1980JGR....85.3647H. doi :10.1029/jb085ib07p03647.
  7. ^ ab "Magellan, un programa avanzado de modelado magnético marino". www.nongnu.org . Consultado el 21 de abril de 2018 .
  8. ^ abcdefgh Morgan, Jason Phipps; Sandwell, David T. (1994). "Sistemática de la propagación de crestas al sur de 30°S". Earth and Planetary Science Letters . 121 (1): 245–58. Código Bibliográfico :1994E&PSL.121..245P. doi :10.1016/0012-821X(94)90043-4.
  9. ^ abcdefg Mittelstaedt, Eric; Ito, Garrett; Behn, Mark D. (2008). "Saltos en las dorsales oceánicas asociados con magmatismo de puntos calientes" (PDF) . Earth and Planetary Science Letters . 266 (3): 256–270. Bibcode :2008E&PSL.266..256M. doi :10.1016/j.epsl.2007.10.055. hdl : 1912/2131 .
  10. ^ Macdonald, Kenneth C.; Fox, Paul J. (1990). "La dorsal mesooceanífera". Scientific American . 262 (6): 72–81. Código Bibliográfico :1990SciAm.262f..72M. doi :10.1038/scientificamerican0690-72. JSTOR  24996826.
  11. ^ ab "Richard N. Hey | Propagación de modelos de geometría de rift". www.soest.hawaii.edu . Consultado el 1 de mayo de 2018 .
  12. ^ ab Macdonald, Ken C.; Fox, PJ; Perram, LJ; Eisen, MF; Haymon, RM; Miller, SP; Carbotte, SM ; Cormier, M.-H.; Shor, AN (15 de septiembre de 1988). "Una nueva visión de la dorsal mesoceánica a partir del comportamiento de las discontinuidades del eje de la dorsal". Nature . 335 (6187): 217–225. Bibcode :1988Natur.335..217M. doi :10.1038/335217a0. S2CID  4239584.