La dorsal de Chile , también conocida como dorsal de Chile , es una dorsal oceánica submarina formada por el límite divergente entre las placas de Nazca y Antártica . Se extiende desde la triple unión de las placas de Nazca, del Pacífico y Antártica hasta la costa sur de Chile . [1] [2] La dorsal de Chile es fácil de reconocer en el mapa, ya que la dorsal está dividida en varias zonas de fractura segmentadas que son perpendiculares a los segmentos de la dorsal, mostrando una forma ortogonal hacia la dirección de expansión. La longitud total de los segmentos de la dorsal es de unos 550–600 km. [1]
La dorsal de Chile, que se extiende continuamente, choca con la placa de Sudamérica del sur al este, y la dorsal ha estado subduciendo debajo de la península de Taitao desde hace 14 millones de años (Ma). [1] [2] La colisión de la dorsal ha generado una ventana de losa debajo de la placa de Sudamérica suprayacente, con un menor volumen de magma fundido del manto superior , demostrado por una abrupta baja velocidad del flujo de magma debajo de la dorsal de Chile que la separa. [2] [1] [3] La subducción genera un tipo especial de rocas ígneas , representadas por las ofiolitas de Taitao , que es una roca ultramáfica compuesta de olivino y piroxeno , que generalmente se encuentra en las placas oceánicas . [4] [2] Además, la subducción de la dorsal de Chile también crea granito de Taitao en la península de Taitao que apareció como plutones . [2] [5]
La dorsal de Chile implica una subducción de dorsal extendida que vale la pena estudiar porque explica cómo la iniciación de la corteza continental arcaica se formó a partir de la corteza oceánica profunda. [4]
Hace aproximadamente entre 14 y 3 millones de años, una serie de fosas colisionaron con la Fosa de Chile, formando lo que es parte de la Dorsal de Chile. [ cita requerida ]
En el terremoto de Concepción de 2010 (magnitud 8,8) se produjo un fuerte impacto en la cordillera. [ cita requerida ]
La geología de la cordillera de Chile está estrechamente relacionada con la geología de la península de Taitao (al este de la cordillera de Chile). Esto se debe a que la cordillera de Chile se subduce debajo de la península de Taitao, lo que da lugar a litologías únicas allí. [4] [5] Las unidades litológicas se analizarán de la más reciente a la más antigua, y los granitos y las ofiolitas de Taitao serán nuestro principal foco.
El magmatismo adakita se forma por la fusión del borde posterior de la placa de Nazca. [2] Debido a la subducción de la dorsal de Chile debajo de la placa sudamericana, hubo magmatismo intrusivo que genera granito. [4] Esto también se forma por la fusión parcial de la corteza oceánica subducida. [4] [5] La corteza de Nazca joven (de menos de 18 Myr de antigüedad) es más cálida, por lo que los basaltos subducidos metamorfoseados se funden. [5] [4] En la dorsal mediooceánica normal , la presencia de volátiles como el agua también reduce la temperatura del solidus . [4] Sin embargo, en la dorsal de Chile, hay una extensión relativamente baja (20%) de fusión parcial de la litosfera, la presión y la temperatura de la fusión parcial son menores a 10 kbar y mayores a 650° respectivamente. [4] Esto se debe a que la placa de Nazca joven y cálida ha obstaculizado una alta tasa de enfriamiento y deshidratación . La fusión parcial del granito de Taitao crea plutones como el plutón adakítico de Cabo Raper . [4]
La adaquita es una roca félsica a intermedia y suele tener una composición calcoalcalina . También es rica en sílice. [2] La fusión parcial provoca la alteración de los basaltos subducidos en eclogita y anfibolita que contiene granate . [4]
A lo largo del eje de la dorsal de Chile se encuentran emplazadas rocas magmáticas que van desde máficas hasta ultramáficas. [4] Por ejemplo, el complejo ofiolítico de Taitao se descubrió en el extremo occidental de la península de Taitao (al este de la dorsal de Chile), a unos 50 km al sureste de la Triple Unión de Chile. Esto se debe a la obducción de la placa de Nazca producida debido a la convergencia de la placa de Sudamérica y el segmento Tres Montes de la dorsal de Chile . [2] [7] La obducción y el empuje provocan un metamorfismo de baja presión y forman el complejo ofiolítico. Este metamorfismo indica el inicio de una alteración hidrotermal en un entorno de dorsal en expansión. [4] [7] También hay actividades recientes de magmas ácidos en la península de Taitao que permiten la comparación entre la composición pasada y la composición actual, pudiendo determinarse la historia del magma. [2] [8]
La litosfera ofiolítica de Taitao forma una secuencia especial de arriba a abajo: lavas almohadilladas , complejo de diques laminados , gabros y unidades de roca ultramáfica . En el caso de las unidades de roca ultramáfica, se demostró que hubo al menos dos eventos de fusión que ocurrieron antes. [2] [9]
La configuración térmica y la estructura de la zona de subducción afectan las interacciones de la litosfera oceánica , los sedimentos del fondo marino, la roca erosionada de la placa sudamericana suprayacente y la cuña del manto del subarco, así como la composición química del magma, que se derrite del manto. [2] Debido a la subducción de las dorsales oceánicas (dorsal de Chile) debajo de la placa sudamericana que ha ocurrido desde hace 16 Ma, esto causó la alteración de la configuración térmica y la geometría de la cuña del manto del subarco, creando una composición química distinta de las generaciones de magma. [2] Eso significa que al comprender la composición del magma, se pueden conocer las condiciones específicas de los sistemas de subducción. [2] Esto ha encontrado que la ventana de losa producida por la subducción de la dorsal provoca la generación de basalto alcalino . La convergencia de la dorsal-zanja y la generación de la ventana de losa ayudan al emplazamiento de los basaltos alcalinos. [2] [6]
Se inspecciona la batimetría de la dorsal de Chile, que es la topografía submarina que estudia las profundidades de las formas del terreno bajo el nivel del agua. [10] Se descubre que hay grandes colinas abisales que se extienden a lo largo de dos lados de la dorsal. Las colinas abisales crecen cíclicamente, lo que es causado por el crecimiento cíclico de las fallas. Durante los ciclos de fallas, la extensión de la dorsal de Chile provocó una deformación tectónica por "difusión" que forma numerosas fallas diminutas. La divergencia continua de la dorsal hace que la tensión extensional se concentre y las fallas diminutas se vinculen entre sí para generar fallas altas y largas a escala de colina abisal. Las fallas enormes empujan a las fallas antiguas e inactivas lejos del eje de la dorsal por la fuerza extensional. Este proceso se repetiría nuevamente. Por lo tanto, cuanto más lejos esté la colina abisal del eje de la dorsal, más antigua será. [9]
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La dorsal de Chile se formó por la divergencia de las placas de Nazca y Antártida. [4] Se está expandiendo activamente a una velocidad de aproximadamente 6,4 – 7,0 cm/año desde hace 5 Ma hasta el presente. [4] La formación de la dorsal de expansión de Nazca-Antártida del Mioceno tardío crea la dorsal de Chile de unos 550 km de longitud, ya que existen diferencias en las tasas de convergencia entre las placas de Nazca y Antártida. [2] Según los resultados de las observaciones geodésicas espaciales, Nazca-Sudamérica converge cuatro veces más rápido que la Antártida-Sudamérica. [1] [9]
Además, la dirección de la migración de la placa de Nazca es diferente a la de la migración de la placa Antártica desde hace 3 Ma. La dirección en la que se mueve la placa de Nazca es ENE, mientras que la placa Antártica es ESE. El movimiento divergente neto de las dos placas contribuye a la expansión de la dorsal de Chile. [4]
La subducción de la dorsal iniciada es una subducción oblicua con 10° – 12° de inclinación hacia la fosa de Chile desde hace 14 Ma, [4] que subduce por debajo del sureste de la Patagonia austral. [1] [4] Por lo tanto, se encuentra que tanto la colisión de la placa de Nazca-Sudamericana como la colisión de la placa Antártica-Sudamericana han tenido lugar al mismo tiempo que la dorsal de Chile se está separando, es decir, segmentos de la dorsal de Chile han estado subduciendo por debajo de la placa Sudamericana. [1] Debido a la diferencia en la tasa de convergencia, se favorece la formación de una ventana de losa . [1] La ventana de losa es un hueco por debajo de la placa Sudamericana, donde la placa Sudamericana superpuesta tiene poco manto litosférico que la sostiene y está directamente expuesta al manto astenosférico caliente . [1]
Los resultados experimentales de las anomalías magnéticas dentro de la corteza oceánica sugieren que alrededor de 14-10 Ma (Mioceno tardío), algunos de los segmentos de la dorsal de Chile fueron subducidos debajo de la Península Patagónica Sur (ubicada entre 48° y 54° S) posteriormente. [2] Desde 10 Ma hasta el presente, la dorsal de Chile estuvo separada en varios segmentos cortos por las zonas de fractura , y los segmentos de la dorsal están subducidos entre 46° y 48° S. [2] [1] Los hallazgos anteriores han demostrado que la dorsal de Chile ha experimentado una migración hacia el norte. [2] [9] [4] Por lo tanto, se ha descubierto que la tasa de expansión de la dorsal de Chile desde 23 Ma hasta el presente se ha ralentizado. Mientras que la tasa de expansión de la dorsal está correlacionada con el tiempo de las colisiones de la dorsal y la fosa. [1] Algunos estudios han realizado diferentes descubrimientos en la tasa de expansión, que muestran que la dorsal puede haberse extendido de manera uniforme durante aproximadamente 31 km/Ma, la mitad de la tasa de expansión a partir de 5,9 Ma. [9]
En el Proyecto de Subducción de la Dorsal de Chile (CRSP), se despliegan estaciones sísmicas en la Triple Unión de Chile (CTJ). [12] La actividad tectónica y la sismicidad son impulsadas principalmente por la subducción de la Dorsal de Chile. [13] Se forma una ventana de losa a medida que las placas de Nazca y Antártida continúan divergiendo al chocar con la fosa de Chile, se crea una brecha a medida que la producción de nueva litosfera se vuelve muy lenta. [14] [3] [15] Se detectan sismicidades marinas moderadas a altas de magnitud superior a 4 en la Dorsal de Chile segmentada, así como en las fallas transformantes. [12] Se predice que la subducción de la Dorsal de Chile en expansión bajo Sudamérica al norte de la Triple Unión de Chile dará lugar al evento sísmico. Además, la sismicidad intraplaca en la placa sudamericana superpuesta es más probablemente el resultado de la deformación del sistema de fallas Liquiñe-Ofqui. [14] [13] [16]
Esta es una pequeña placa entre la placa de Nazca y la placa Sudamericana, ubicada al este de la dorsal de Chile. Está comprobado que la microplaca de Chiloé (Fig. 5, 6) se encuentra migrada hacia el norte en relación con la placa Sudamericana, que es bastante inmóvil. La cuenca del Golfo de Penas se formó debido al movimiento hacia el norte de la microplaca de Chiloé. [16]
El sistema de fallas Liquiñe-Ofqui es una falla de rumbo dextrógiro que separa la microplaca de Chiloé y la placa de Sudamérica. [13] La migración hacia el norte de la microplaca de Chiloé a lo largo de la falla Liquiñe-Ofqui crea la cuenca del Golfo de Penas a fines del período Mioceno. [16]
La falla Liquiñe-Ofqui es una falla de deslizamiento rápido (con una tasa geodésica de 6,8–28 mm/año). [16] La sismicidad intraplaca se ha producido principalmente en este sistema de fallas. Además, se ha acumulado una enorme tensión de la colisión de las placas de Nazca y Sudamérica a lo largo del sistema de fallas. [16] [13] A lo largo de la historia, solo se han realizado estudios sísmicos limitados en la Región de Aysén , al sur de Chile. Solo hay un evento de magnitud sísmica superior a 7 en 1927. [13] Esto dificulta el hallazgo de sismicidad cerca de la dorsal de Chile. Sin embargo, en 2007, el sistema de fallas Liquiñe-Ofqui libera la tensión acumulada provocada por la subducción de Nazca debajo de la placa de Sudamérica con una magnitud de sismicidad que alcanza 7 en un terremoto. [16] Recientemente, se han detectado 274 eventos sísmicos en 2004-2005. [16]
Existe una brecha de sismicidad intraplaca entre 47° y 50°S (área con flujo de calor anormalmente alto), que coincide con la ventana de la placa patagónica , lo que altera la mayoría de los eventos sísmicos . Los datos sísmicos locales solo revelan un evento sísmico de baja magnitud (magnitud inferior a 3,4), que no está relacionado con el proceso tectónico. La razón detrás de esto es que la placa antártica sufre una subducción superficial que causa una deformación sísmica muy limitada. [16] [14] (Fig. 5)
El impacto más obvio de la subducción de la dorsal de Chile es la formación de una ventana de losa. Esta se forma cuando los segmentos de la dorsal de Chile que la separa se subducen bajo la placa sur de Sudamérica. El borde posterior de la placa de Nazca se funde completamente en la zona de subducción y el borde anterior de la placa Antártica diverge; se crea una brecha cada vez mayor entre las dos placas, ya que se funde muy poca corteza después de la subducción. En este caso, solo se produce una cantidad muy pequeña de magma debajo de la ventana de losa. [3] El manto en la ventana de losa es bastante más caliente que el manto que se funde a partir de la corteza litosférica, y la generación de magma es muy lenta. Esto se debe al bajo grado de hidratación en la zona de subducción, lo que disminuye la velocidad de convección del manto , ya que la producción de magma en la zona de subducción está impulsada principalmente por la hidratación que reduce la fusión parcial de la corteza. Se forma una brecha de arco volcánico sobre la ventana de la losa a medida que el magma derretido de la corteza se desplaza lentamente por convección, lo que dificulta el vulcanismo . [15] [1] [2] [17] El segmento de cresta entre las fallas transformantes de Taitao y Darwin se encuentra actualmente cerca de la fosa de Chile y choca con la placa sudamericana. [1] [3]
La presencia de una ventana de losa debajo de la placa sur de Sudamérica ha sido probada por la investigación que apunta a determinar la estructura de la litosfera y el manto superior próximo a la dorsal de Chile. [3] Se registra una brecha sísmica intraplaca que coincide con la ubicación de la ventana de losa patagónica. [14] [8] Los resultados experimentales de la tomografía del tiempo de viaje de las ondas P muestran que hay una zona de baja velocidad en la ubicación prevista de la ventana de losa, que migra hacia el este a medida que aumenta la profundidad. [3]
Además de la generación de la ventana de losa, la subducción de la dorsal de Chile en la triple unión de Chile también influye en la península de Taitao . En primer lugar, está la erosión tectónica , el vulcanismo basáltico neógeno y el levantamiento tectónico en el Cretácico tardío. [2] La obducción y el empuje de la placa de Nazca producidos debido a la convergencia de la placa sudamericana superior y la dorsal de Chile, causando metamorfismo de baja presión, facilitaron el emplazamiento del complejo ofiolítico . [13] [4]
La Triple Unión de Chile es la intersección de las placas de Nazca, Antártida y Sudamericana. La posición de la unión cambia con el tiempo y depende de si la dorsal se subduce o si la falla transformante se subduce debajo de la placa sudamericana. Cuando la dorsal se subduce, la Triple Unión se desplaza hacia el norte; pero si la zona de fractura se subduce, la Triple Unión se desplaza hacia el sur. [1] La unión se ha desplazado hacia el norte a partir del inicio de la subducción de la dorsal de Chile desde hace 17 Ma después de la ruptura de la triple unión de Nazca-Antártida-Fénix . [2] Desde entonces, la Triple Unión de Chile ha llegado a su posición actual en la península Taitao occidental . [14] Antes de 10 Ma, la Triple Unión de Chile llegaba a la península Taitao meridional. Actualmente, se predice que la temperatura de la Triple Unión de Chile por debajo de la profundidad de 10 a 20 km será de 800 a 900 °C. [18] [13]
Los ejes de las dorsales son la parte media de la dorsal donde se forman las costras más nuevas. El eje central de la dorsal de Chile se orienta en dirección norte-noroeste (NNE). Los ejes de las dorsales también se conocen como valles de rift axiales topográficos . Con la ayuda de datos de altimetría satelital y datos magnéticos , se descubren depresiones gravitacionales cerca de los ejes de las dorsales. [1]
También se denominan zonas de fallas . Son las fallas transformantes y separan la dorsal de Chile en segmentos, lo que hace que todo el eje de la dorsal se dirija hacia el sureste. [9] [1] Las zonas de fractura tienen una tendencia este-noreste (ENE). La longitud total del desplazamiento del eje de la dorsal de Chile es de 1380 km causado por las 18 zonas de fallas, entre las zonas de falla, también hay 2 sistemas de fallas complejos. Las zonas de falla más largas son la falla de Chiloé con 234 km de largo, y la falla de Guafo es la más corta (39 km). [9] A través de varias investigaciones sobre los datos magnéticos y batimétricos , se localizan las ubicaciones de las zonas de fractura. Mientras que las principales zonas de falla se examinan mediante el método de batimetría y se definen como depresiones. Los mismos datos batimétricos también descubrieron las zonas de falla en la dorsal del Pacífico oriental , así como la dorsal mesoatlántica de baja velocidad . [1] [8] [9]
La dorsal de Chile se divide en una amplia gama de varios segmentos cortos que se extienden y tienen diferentes longitudes y distancias de desplazamiento; en la siguiente sección, se discutirán 7 segmentos. [9] [1] De la siguiente tabla, se revela que los segmentos de la dorsal que se extiende varían en longitud desde aproximadamente 20 a 200 km, los desplazamientos dentro de los segmentos son de aproximadamente 10 a 1100 km. En realidad, hay un total de 10 segmentos de dorsal de primer orden en la dorsal norte (N1-N10), 5 segmentos de dorsal de primer orden (V1-V5) en la zona de fractura de Valdivia , 5 segmentos de dorsal de primer orden (S1-S5) están en la dorsal sur. Además, ambos segmentos N9 y S5 están divididos en dos partes por desplazamientos no transformantes. La tabla anterior resume las fallas más largas, más regulares y menos complicadas: N1, N5, N8, N9N, N9S, N10, V4, S5N y S5S.
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Los contornos profundos se encuentran a lo largo de los extremos del segmento, mientras que los contornos superficiales se encuentran en el centro del segmento. El centro del segmento es más angosto, mientras que el valle axial ubicado en los extremos del segmento es más ancho. Esto forma una morfología de reloj de arena. (Fig. 8) [9]
Se ubica en el centro de la dorsal de Chile (Fig-1, 2, 7), y separa la dorsal en secciones norte y sur, descubiertas por el estudio de batimetría y perfiles magnéticos, así como por la detección de anomalías gravitacionales. [4] La Zona de Falla de Valdivia ha provocado el desplazamiento de la dorsal norte y sur de Chile por más de 600 km en dirección EO. Existen seis zonas de falla entre la Zona de Falla de Valdivia. [1]
Análisis geofísico y geotérmico en el sur de Chile Se ha examinado la triple unión. Se han registrado datos magnéticos y batimétricos a lo largo de la dorsal de Chile que reconocen una ligera transformación en la configuración de la dorsal cuando la dorsal converge con la fosa. [13] [8] [14]
La placa de Sudamérica superior se ve afectada predominantemente por la colisión de la dorsal. La fosa de Chile-Perú se vuelve más empinada y angosta cuando la dorsal de Chile se subduce. [8] El segmento de la dorsal de Chile dentro de la zona de fractura de Taitao colisiona con el extremo sur de la fosa. La colisión de la dorsal también puede estar asociada con el proceso de obducción en la pendiente de la fosa hacia la tierra. Se miden datos geotérmicos a lo largo de la Triple Unión sur. El análisis del flujo de calor en la zona de colisión de la fosa indicó un alto valor de pulso de calor (345 mW/m2 ) relacionado con la subducción de la dorsal de Chile en la parte inferior de la fosa. [8] Además, mediante la aplicación de reflectores simuladores de fondo (BSR), se ha obtenido evidencia más convincente de la existencia de un alto flujo de calor debajo de la pendiente de la fosa , ya que se muestra una gama más amplia de cuadrículas de observaciones de flujo de calor desde el norte hasta el sur de la Triple Unión. [8] Además, el flujo de calor conductivo hipotético es consistente con los datos de flujo de calor de BSR. [8] [12]
Comprender la subducción de la dorsal es crucial, ya que controla la evolución de la corteza continental. La subducción de la dorsal de Chile debajo de la fosa de Chile proporciona un análogo adecuado para la iniciación de la corteza continental arcaica a través de la fusión de la corteza oceánica profunda. [4] Esto se debe a que la subducción de la dorsal de Chile es el único ejemplo en el mundo en el que la placa superior es continental. También se pueden examinar las correlaciones entre las rocas en el pasado. También se puede estudiar la interacción de la fosa dorsal. [4]
Además, debido a la presencia de la ventana de la losa patagónica y la obducción de la placa de Nazca, el proceso geológico que ocurrió en diferentes períodos no es el mismo. [4] Por lo tanto, la subducción de la dorsal de Chile no es conforme al principio uniformista (el proceso geológico que ocurre ahora es el mismo que en el pasado). [19]
La subducción de la dorsal Kula-Farallón/Resurrección comenzó durante el Cretácico Superior-Paleoceno y actualmente se encuentra en el complejo Chugach, Alaska, donde actualmente se encuentra metamorfismo máfico-ultramáfico de alto grado. [4] La subducción de la dorsal controla el magmatismo del límite de América del Norte. [4]