La inversión de polaridad de subducción es un proceso geológico en el que dos placas convergentes intercambian sus funciones: la placa superior se convierte en la placa descendente y viceversa. Hay dos unidades básicas que conforman una zona de subducción . Esta consta de una placa superior y la placa de subducción. [1] Dos placas se mueven una hacia la otra debido a fuerzas tectónicas . [1] La placa superior estará en la parte superior de la placa que subduce. [1] Este tipo de interacción tectónica se encuentra en muchos límites de placas . [1]
Sin embargo, algunos geólogos proponen que los roles de la placa superior y la placa subductora no permanecen indefinidamente iguales. [2] Sus roles se intercambiarán, lo que significa que la placa que originalmente subducía debajo se convertirá en la placa superior. [2] Este fenómeno se llama cambio de subducción [3] , la inversión de la polaridad de subducción [4] o inversión de la polaridad de subducción . [2]
Ejemplos de sistemas de subducción con inversión de polaridad de subducción son:
El fenómeno de la inversión de la polaridad de la subducción se ha identificado en la colisión de un sistema de subducción intraoceánico, [12] que es la colisión de dos placas oceánicas . [1] Cuando dos placas oceánicas migran una hacia la otra, una se subduce debajo de la otra. Generalmente, la placa oceánica con mayor densidad se subduce debajo y la otra anula la placa que se está hundiendo. [1] El proceso continúa hasta que un margen continental flotante que se asienta sobre la placa que se está hundiendo se introduce en la placa que se está hundiendo. [2] [4] La subducción de la placa se vuelve más lenta e incluso puede cesar. [2] [4] Los geólogos proponen varios modelos posibles para predecir cuál será el siguiente paso del sistema de subducción intraoceánico con la participación de la corteza continental flotante . [2] [4] Uno de los posibles resultados es la inversión de la polaridad de la subducción. [4] [11] [12] [13] [14] [15]
Modelos de inversión de polaridad de subducción
Aunque muchos geólogos coinciden en que después de la participación de la corteza continental boyante , puede ocurrir una inversión de la polaridad de la subducción, tienen diferentes opiniones sobre los mecanismos que conducen al cambio de dirección de la subducción. Por lo tanto, no existe un modelo único para representar la inversión de la polaridad de la subducción. La forma en que los geólogos desarrollan los modelos depende de los parámetros en los que se centran. [1] Algunos geólogos intentan construir modelos de inversión de la subducción a través de experimentos de laboratorio [2] [12] [13] u observaciones. [4] [16] Hay tres modelos comunes: ruptura de la losa , [4] doble convergencia [16] y ruptura litosférica. [2]
Los modelos de ruptura de losas [4] y de doble convergencia se basan en observaciones de geólogos [16], y el modelo de ruptura de la litosfera se basa en simulación experimental . [2]
Los criterios para tener inversión de polaridad de subducción son
Sistema de subducción intraoceánico con placa continental flotante
El sistema de subducción cesa con la intervención de la placa continental.
La losa vieja se rompe [2] [4]
Además de los criterios para la ocurrencia de la inversión de polaridad de subducción, algunos geólogos han intentado definir los controles de la iniciación de este fenómeno. Zhang propone que “la fuerza plástica y la edad de la placa oceánica superior en el sistema de colisión arco-continente controlan los modos de iniciación”. Cuando toda la placa oceánica superior tiene una fuerza plástica pequeña y una placa oceánica más joven, prefiere una “inversión de polaridad de subducción espontánea”. [17] Esto se debe a que la falta de fuerza plástica permite que la flotabilidad negativa supere e “inicie espontáneamente” la subducción, mientras que la fuerza plástica más fuerte y la placa oceánica más antigua prefieren una “inversión de polaridad de subducción inducida”. Esto se debe a que cuanto mayor sea la fuerza plástica en la placa oceánica, más resistirá una “subducción espontánea”, lo que hace necesaria una inversión de polaridad de subducción inducida por compresión.
Los diferentes modelos que representan la inversión de la polaridad de la subducción dependen en gran medida de los parámetros que los geólogos consideraron. A continuación se muestra una tabla resumen que muestra los modelos de comparación.
Rotura de losa
Este modelo se desarrolló analizando la sección transversal geológica a lo largo de la colisión entre la placa euroasiática y la placa del mar de Filipinas , que es la ubicación de una inversión en curso de la polaridad de subducción. [4]
Cuando dos placas oceánicas migran una hacia la otra, una placa se superpone a otra formando un sistema de subducción . Más tarde, un margen continental pasivo ligero y boyante introducido en este sistema provocará el cese del sistema de subducción . [4] Por un lado, la placa boyante resiste la subducción debajo de la placa superior. [4] Por otro lado, la placa oceánica densa en la placa que subduce prefiere moverse hacia abajo. [4] Estas fuerzas opuestas generarán una fuerza de tracción o inestabilidad gravitacional en la placa descendente y conducirán a la ruptura de la placa. [18] El espacio donde se separa la placa desprendida formará una ventana del manto. [4] Posteriormente, el margen continental menos denso forma la placa superior, mientras que la placa oceánica se convierte en la placa que subduce. [4] La dirección del sistema de subducción cambia ya que la ruptura de la placa crea el espacio, que es el parámetro principal de este modelo. [4]
Modelo de doble convergencia
Este modelo se desarrolló basándose en la evolución geológica de la subducción alpina y apenina. [16]
De manera similar, dos placas oceánicas se mueven una hacia la otra. El proceso de subducción cesa con la participación del bloque continental flotante. Se forma una nueva placa en la placa superior debido a la compresión regional y la diferencia de densidad entre el bloque continental y la placa oceánica. [16] Se forma una cuña orogénica. [16] Sin embargo, existe un problema de espacio obvio sobre cómo acomodar dos placas. La solución es que la nueva placa en desarrollo se mueva no solo verticalmente, sino también lateralmente, lo que conduce a un movimiento de deslizamiento profundo. [16] El desarrollo de la coexistencia de dos placas opuestas se describe como una subducción de doble cara [19] o cuña doblemente convergente. [16] Finalmente, el desarrollo de la nueva placa crece y se desliza sobre la placa anterior. La placa anterior se rompe y la cuña orogénica colapsa. La nueva placa detiene el movimiento lateral y se subduce por debajo. [16] La dirección del sistema de subducción cambia. [16]
Ruptura de la litosfera
El modelo de ruptura de la litosfera se simula mediante experimentos de hidrocarburos en el laboratorio. [2] Los investigadores establecieron el entorno de la zona de subducción que se analogiza con hidrocarburos con diferentes densidades que representan varias capas en la zona de subducción . [2]
La configuración inicial del modelo de zona de subducción simulada está limitada por dos pistones. El pistón conectado a la placa superior está bloqueado, mientras que el pistón que se vincula a la placa en subducción está sujeto a una tasa constante de compresión. [2] Más importante aún, hay un arco magmático relativamente delgado y una falla preexistente que se inclina hacia la placa en subducción en la placa superior. [2] El desprendimiento de la falla preexistente ocurre cuando el margen continental flotante está en contacto con la placa superior. [2] Esto se debe a que el margen flotante resiste la subducción y aumenta significativamente la fuerza de fricción en la región de contacto. [2] Luego, la subducción se detiene. Posteriormente, la nueva placa en subducción se desarrolla en una placa superior con la compresión continua. [2] La nueva placa en desarrollo eventualmente penetra y rompe la placa anterior. [2] Se forma una nueva zona de subducción con una polaridad opuesta a la anterior. [2]
En realidad, el arco magmático es una zona relativamente débil en la placa superior porque tiene una litosfera delgada y se debilita aún más por el alto flujo de calor [20] [21] y el fluido caliente. [22] [23] Las fallas preexistentes en esta simulación también son comunes en el arco magmático. [24] Este experimento es una analogía exitosa con la inversión de polaridad de subducción que ocurre en Kamchatka a principios del Eoceno [7] [25] y el ejemplo activo en la región de Taiwán [2] [11] así como en Timor. [26] [27]
Taiwán como ejemplo activo de inversión de la inversión de subducción
El marcado contraste de las formas del relieve en Taiwán atrae a muchas personas a investigar. La parte norte de Taiwán tiene muchas llanuras planas como la llanura de Ilan y la llanura de Pingtung, [28] mientras que la parte sur de Taiwán está concentrada con muchas montañas altas como Yushan que alcanzan unos 3950 m. Esta enorme diferencia en la topografía es consecuencia de la inversión de la polaridad de subducción . [4] La mayoría de los modelos que estudian este fenómeno se centrarán en una colisión activa en Taiwán que parece revelar las etapas incipientes de la inversión de la subducción. [4] [11] [12] [13] [14] [15]
La colisión del arco de Luzón, de tendencia norte, en la placa del Mar de Filipinas (PP) con la placa euroasiática, de tendencia este (EP), comenzó a mediados del Mioceno [4], formando un sistema de subducción intraoceánico. [12] [29] Taiwán se formó mediante este proceso. La diferencia topográfica sur-norte en Taiwán es como un libro de cuentos que cuenta la evolución en la zona de subducción. La placa del Mar de Filipinas se subduce debajo de la placa euroasiática en la parte suroeste de la WEP (borde occidental de la placa del Mar de Filipinas, que se inclina hacia el norte), [4] y esta última anula a la primera en la parte noreste de la WEP. [4] La colisión entre dos placas comenzó en el norte de Taiwán y se propagó hacia el sur con la región más joven en la parte sur. Cada etapa incipiente del proceso de inversión de la subducción podría estudiarse correlacionando las secciones transversales en varias partes de Taiwán. [30]
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