Punto de interés de Galápagos

Punto caliente volcánico del Pacífico

El punto caliente de Galápagos es un punto caliente volcánico en el Océano Pacífico Oriental responsable de la creación de las Islas Galápagos , así como de tres importantes sistemas de dorsales asísmicas, Carnegie , Cocos y Malpelo, que se encuentran en dos placas tectónicas. El punto caliente está ubicado cerca del Ecuador en la Placa de Nazca, no lejos del límite de placa divergente con la Placa de Cocos . La configuración tectónica del punto caliente se complica por la triple unión de Galápagos de las placas de Nazca y Cocos con la placa del Pacífico . El movimiento de las placas sobre el punto caliente está determinado no solo por la expansión a lo largo de la dorsal, sino también por el movimiento relativo entre la placa del Pacífico y las placas de Cocos y Nazca.

Se cree que el punto caliente tiene más de 20 millones de años y que durante ese tiempo ha habido interacción entre el punto caliente, ambas placas y el límite de placas divergentes en el Centro de Expansión de Galápagos. Las lavas del punto caliente no muestran la naturaleza homogénea de muchos puntos calientes; en cambio, hay evidencia de cuatro reservorios principales que alimentan el punto caliente. Estos se mezclan en diversos grados en diferentes lugares del archipiélago y también dentro del Centro de Expansión de Galápagos.

Teoría de los puntos calientes

En 1963, el geofísico canadiense J. Tuzo Wilson propuso la teoría de los "puntos calientes" para explicar por qué, aunque la mayor parte de la actividad sísmica y volcánica se produce en los límites de las placas, algunos se producen lejos de ellos. La teoría afirmaba que en determinados puntos de la Tierra se encuentran pequeñas zonas de magma excepcionalmente "calientes" y de larga duración. Estos lugares, denominados "puntos calientes", proporcionan sistemas de calor y energía localizados (plumas térmicas) que sustentan una actividad volcánica duradera en la superficie. Este vulcanismo forma montes submarinos que acaban elevándose por encima de la corriente oceánica y forman islas volcánicas. A medida que las islas se alejan lentamente del punto caliente, por el movimiento de deslizamiento de las placas, tal como describe la teoría de la tectónica de placas , se corta el suministro de magma y el volcán queda inactivo. Mientras tanto, el proceso se repite de nuevo, esta vez formando una nueva isla, una y otra vez hasta que el punto caliente se derrumba. La teoría se desarrolló para explicar la cadena de montes submarinos Hawái-Emperador , donde se podían rastrear islas históricas al noroeste en la dirección en la que se mueve la placa del Pacífico. La teoría inicial situaba estas fuentes fijas de calor en las columnas de calor situadas en las profundidades de la Tierra; sin embargo, investigaciones recientes han llevado a los científicos a creer que los puntos calientes son en realidad dinámicos y capaces de moverse por su propia cuenta. ^{[1] [2]}

Entorno tectónico

El punto caliente de Galápagos tiene un entorno tectónico muy complicado. Está ubicado muy cerca de la dorsal que se extiende entre las placas de Cocos y Nazca ; el punto caliente interactúa con ambas placas y con la dorsal a lo largo de los últimos veinte millones de años, ya que la ubicación relativa del punto caliente en relación con las placas ha variado. Con base en gradientes de velocidad sísmica similares de las lavas de las dorsales de Carnegie, Cocos y Malpelos, hay evidencia de que la actividad del punto caliente ha sido el resultado de un único y largo derretimiento del manto en lugar de múltiples períodos de actividad y latencia. ^[3]

En Hawái, la evidencia sugiere que cada volcán tiene un período de actividad distinto, ya que el punto caliente se mueve bajo esa porción de la placa del Pacífico antes de quedar inactivo y luego extinto y erosionarse bajo el océano. Este no parece ser el caso en las Galápagos, en cambio, hay evidencia de vulcanismo concurrente en una amplia zona. ^[4] Casi todas las Islas Galápagos muestran vulcanismo en el pasado geológico reciente, no solo en la ubicación actual del punto caliente en Fernandina. ^[5] La lista a continuación proporciona las últimas fechas de erupción de los volcanes de Galápagos, ordenadas de oeste a este.

Se ha realizado un seguimiento del movimiento de las placas de Nazca y de Cocos. La placa de Nazca se mueve a 90 grados a una velocidad de 58 ± 2 km por millón de años. La placa de Cocos se mueve a 41 grados a una velocidad de 83 ± 3 km por millón de años. ^[3] La ubicación del punto caliente a lo largo del tiempo se registra en la placa oceánica como las dorsales de Carnegie y de Cocos.

La dorsal de Carnegie se encuentra en la placa de Nazca y tiene 600 km (373 mi) de largo y hasta 300 km (186 mi) de ancho. Está orientada en paralelo al movimiento de la placa y su extremo oriental tiene aproximadamente 20 millones de años. Hay una silla de montar prominente en la dorsal a 86 grados Oeste, donde la altura cae mucho más cerca del fondo oceánico circundante. Se creía que la dorsal de Malpelo, que tiene 300 km (186 mi) de largo, era parte de la dorsal de Carnegie. ^[6]

La dorsal de Cocos es una formación de 1000 km de longitud ubicada en la placa de Cocos y está orientada en paralelo al movimiento de las placas desde la falla transformante de 91 grados oeste en el centro de expansión de las Galápagos hacia la costa panameña. El extremo noreste de la dorsal data de hace unos 13 a 14,5 millones de años. ^[6] Sin embargo, la isla de Cocos en el extremo norte de la dorsal tiene solo 2 millones de años y, por lo tanto, se creó mucho después de que la dorsal se hubiera alejado del punto caliente. ^[7] La ​​presencia de un hiato sedimentario pronunciado en los sedimentos de la dorsal de Cocos indica que esta dorsal probablemente se combó durante su subducción superficial inicial a lo largo de la fosa mesoamericana. ^[8]

El modelo actual de interacción del punto caliente y el centro de expansión entre las placas de Cocos y Nazca intenta explicar las dorsales de ambas placas, la división entre las dorsales de Carnegie y Malpelo y la actividad volcánica posterior fuera del punto caliente. En los últimos 20 millones de años se han producido ocho fases principales. ^[6]

1. Hace 19,5 millones de años – 14,5 millones de años: el punto caliente estaba ubicado en la placa de Nazca, formando una combinación de las dorsales de Carnegie y Malpelo. El tipo de lava que brotó fue una mezcla de material de penacho y manto superior empobrecido , similar al tipo de lava que se encuentra en las islas Galápagos centrales en la actualidad.
2. Hace entre 14,5 y 12,5 millones de años: el Centro de Expansión de las Galápagos se desplazó hacia el sur y la dorsal se superpuso al borde sur del punto caliente. La erupción de menos material sobre la placa de Nazca dio lugar a la formación de la silla de montar en la dorsal de Carnegie. El movimiento de la ubicación del Centro de Expansión de las Galápagos comienza a separar la dorsal de Malpelo de la dorsal de Carnegie. La mayoría de las lavas del punto caliente se crean en la placa de Cocos, lo que da lugar a la formación de la dorsal de Cocos. Las lavas que se forman aquí son similares a las que se forman en los volcanes escudo occidentales de las Galápagos, que son predominantemente de penacho.
3. 12 millones de años a 11 millones de años: el punto caliente de Galápagos está centrado bajo el Centro de Expansión de Galápagos. Las lavas en forma de penacho son ahora abundantes en la Cordillera de Cocos.
4. Hace 9,5 millones de años: termina la ruptura entre las cordilleras de Carnegie y Malpelo.
5. Hace 5,2 millones de años a 3,5 millones de años: el Centro de Expansión de Galápagos tiene otro salto de cresta, moviéndose hacia el norte con la columna ahora en erupción en la placa de Nazca, similar a la orientación actual.
6. Hace entre 3,5 y 2 millones de años: se forma un breve centro de expansión con dirección este-oeste al norte del Centro de Expansión de Galápagos. Esta nueva grieta fracasa, pero da lugar a una actividad volcánica posterior al abandono y a la posterior formación de la Isla del Coco y los montes submarinos circundantes. Alrededor del punto caliente predominan las columnas de lava.
7. Hace 2,6 millones de años: se produce una falla transformante importante al norte del punto caliente de Galápagos. Esto da lugar a un vulcanismo generalizado en el norte de Galápagos a lo largo del Lineamiento Wolf Darwin y alrededor de la isla Genovesa . ^[9]
8. Presente: El punto caliente de Galápagos está al sur del centro de expansión y hay zonificación geoquímica de la columna.

Química de la lava

El análisis de los isótopos radiactivos de las lavas de las islas del archipiélago de Galápagos y de la dorsal de Carnegie muestra que existen cuatro grandes depósitos de magma que se mezclan en distintas combinaciones para formar la provincia volcánica. ^{[5] [10]}

Los cuatro tipos son:

• PLUME – este es magma asociado con la propia pluma y es similar a los magmas de otras islas oceánicas dentro del Pacífico. Tiene las características de proporciones intermedias de estroncio (Sr), neodimio (Nd) y plomo (Pb). Las lavas PLUME se encuentran predominantemente en el oeste de las islas, alrededor de las islas Fernandina e Isabela , que está cerca de la posición actual del punto caliente. Las lavas PLUME que estallaron en Fernandina e Isabela son relativamente frías. El análisis muestra que son hasta 100 grados Celsius más frías que las de Hawái. La causa de esto no se entiende completamente, pero puede deberse al enfriamiento en la litosfera o ser relativamente frías en la formación en el manto. ^[7] Luego se encuentran en cantidades menores en un patrón de herradura al norte y al sur de las islas centrales mezclándose con los otros reservorios a medida que avanza hacia el este. Las lavas PLUME también se encuentran en las lavas del Centro de Expansión de Galápagos debido a la convección y mezcla de todas estas lavas. En el manto superior, las corrientes de convección introducen material del manto en ángulos poco profundos desde el sur del centro de expansión de Galápagos. Estas corrientes de convección atraerán parte del magma del tipo PLUME hacia el centro de expansión, donde luego se expulsará. ^{[5] [6]}

• DGM – (Manto Empobrecido de Galápagos), tiene características similares a los basaltos de las dorsales oceánicas del Pacífico y del Centro de Expansión de Galápagos. La fusión parcial del manto superior como resultado del centro de expansión dejará material del manto empobrecido en algunos compuestos. Tiene proporciones bajas de isótopos de Sr y Pb y proporciones altas de Nd. DGM se encuentra en las islas centrales de Galápagos, como Santiago , Santa Cruz , San Cristóbal y Santa Fe . Rellena el centro de la herradura formada por las lavas PLUME al oeste, norte y sur. ^{[5] [10] [11]}

• FLO – ( Floreana ), característico de las lavas de esa isla. Se piensa que este reservorio proviene de la corteza oceánica subducida que ha sido arrastrada por la pluma del manto. Tiene proporciones de Sr y Pb enriquecidas y está enriquecido con elementos traza. ^{[10] [11]} FLO está asociado principalmente con la isla de Floreana y aparece en la mezcla de lavas dentro de las Galápagos a lo largo del archipiélago del lado sur y se diluye al este y al norte de allí. ^[10]

• WD – (Wolf Darwin) es único en el Pacífico y se asemeja al material de un sistema de dorsales del océano Índico. Se encuentra en las islas Wolf y Darwin y en los montes submarinos que las conectan a lo largo del Lineamiento Wolf Darwin. Tiene una proporción de Pb única. ^[10] WD se encuentra a lo largo del lado norte del archipiélago y se diluye hacia el este y el sur. ^[5]

Véase también

• Gran provincia ígnea del Caribe
• Volcanes de las Islas Galápagos

Referencias

1. Watson, Jim (5 de mayo de 1999). «"Hotspots": Mantle thermal plumes». USGS . Consultado el 21 de noviembre de 2009 .
2. Uhlik, Caroline (8 de enero de 2003). "Los científicos concluyen que el punto caliente 'fijo' que formó Hawái puede no ser estacionario". Stanford Report . Consultado el 3 de abril de 2009 .
3. Sallarès, Vallenti (2005). "La sismología de la corteza ayuda a limitar la naturaleza de las anomalías de fusión del manto: la provincia volcánica de Galápagos". Mantleplumes.org . Consultado el 21 de noviembre de 2009 .
4. O'Connor, John M. (8 de enero de 2008). "Migración de volcanismo extendido y de larga duración en la provincia volcánica de Galápagos: ¿evidencia de una anomalía de fusión en un amplio punto caliente?". mantleplumes.org . Consultado el 21 de noviembre de 2009 .
5. mantleplumes.org
6. Harpp, Karen S.; Wanless, Virginia D.; Otto, Robert H.; Hoernle, Kaj; Werner, Reinhard (2005). "Las dorsales asísmicas de Cocos y Carnegie: un registro de elementos traza de la interacción a largo plazo entre la columna y el centro de expansión". Journal of Petrology . 46 (1): 109–133. doi : 10.1093/petrology/egh064 .
7. Mantleplumes.org
8. Li, Yong-Xiang; Zhao, Xixi; Jovane, Luigi; Petronotis, Katerina E.; Gong, Zheng; Xie, Siyi (1 de diciembre de 2015). "Restricciones paleomagnéticas en la evolución tectónica de la zona de subducción de Costa Rica: nuevos resultados de sucesiones sedimentarias de sitios de perforación del IODP de la Cordillera de Cocos". Geoquímica, Geofísica, Geosistemas . 16 (12): 4479–4493. doi : 10.1002/2015GC006058 . ISSN  1525-2027.
9. Harpp, punto crítico de volcanismo en la cordillera norte de la provincia de Galápagos
10. Harpp, Karen; Geist, Dennis (2006). "Plumología de Galápagos". Fundación Charles Darwin. Archivado desde el original el 10 de junio de 2007.
11. Harpp, Karen (2001). "Tracing a mantle plume: Isotopic and trace element varying of Galapagos seamounts" (PDF) . Geoquímica, Geofísica, Geosistemas. Archivado desde el original (PDF) el 20 de julio de 2011 . Consultado el 6 de abril de 2011 .