Existe el argumento de que la colisión entre dos continentes debería ralentizarse debido a la flotabilidad continental, y que para que la convergencia continúe, debería hacerlo en una nueva zona de subducción donde la corteza oceánica pueda ser consumida. [1] Ciertas áreas como los Alpes , Zagros y el Himalaya (donde las colisiones continentales han continuado durante decenas de millones de años, en medio de la tierra, creando cadenas montañosas) contradicen este argumento y han llevado a los geólogos a proponer una resaca continental que continúa la subducción. Esta resaca continental se explica por el concepto de tracción de la placa. La tracción de la placa es el concepto de que el movimiento de las placas es impulsado por el peso de placas frías y densas y que las placas más pesadas comenzarán a subducirse. [2] Una vez que se desconecta una placa descendente, debe haber una fuerza que continúe la subducción. La eclogización es el mecanismo para continuar la subducción después del desprendimiento de la placa en una zona de subducción. [1]
Contexto geológico y efecto de la ecogitización
Fig. 2. Esquema de eclogización que muestra el desprendimiento de la placa dentro del manto y el área de eclogización y densificación de la corteza en subducción, lo que es una posible explicación de la "resaca" continental.
La eclogitización ocurre típicamente en dos lugares en una montaña plegada por colisión (fig. 2): en la subducción de la corteza y en la base de la raíz cortical de la corteza superior. [3] En estas zonas se alcanzan altas presiones, así como temperaturas medias a altas, y comienza la eclogitización. La recristalización metamórfica durante el enterramiento puede conducir a un aumento significativo de la densidad (hasta un 10% en el caso de la eclogitización), [4] lo que significa que aproximadamente 300–600 kg/m 3 de rocas corticales y la corteza inferior continental y la corteza oceánica alcanzan una densidad mayor que el manto . [5]
Este aumento de densidad actúa como el principal impulsor de la convección del manto terrestre. También explica la desconexión de una unidad tectónica de la litosfera descendente , la continuación posterior de la subducción y la exhumación posterior a la subducción. [1]
Localidades
La eclogitización es difícil de estudiar porque las rocas son raras: las eclogitas constituyen solo un volumen muy menor del basamento continental expuesto hoy en la superficie de la Tierra. [6] Las pocas áreas que están disponibles para estudiar la eclogitización y ver eclogitas incluyen peridotitas de granate en Groenlandia y en otros complejos ofiolíticos . También se conocen ejemplos en Sajonia , Baviera , Carintia , Noruega y Terranova . También se encuentran algunas eclogitas en las tierras altas del noroeste de Escocia y en el Macizo Central de Francia . Las eclogitas glaucofanas se encuentran en Italia y los Alpes Peninos . Existen ocurrencias en el oeste de América del Norte, incluido el suroeste [7] y la Formación Franciscana de las Cordilleras Costeras de California . [8] Los granitoides de facies de granulita-eclogita de transición, los volcánicos félsicos , las rocas máficas y las granulitas se encuentran en el Bloque Musgrave de la Orogenia Petermann , en el centro de Australia. Recientemente, se han descubierto eclogitas que contienen coesita y glaucofano en el Himalaya noroccidental . Aunque se dispone de localidades limitadas para estudiar, estas áreas proporcionan muestras cruciales para comprender la exhumación, así como la subducción continua por la "resaca" continental.
Influencia de los fluidos en la ecogitización
Los fluidos, en lugar de las condiciones de presión y temperatura, son el factor clave que hace posible el proceso de eclogización y la delaminación (desprendimiento) de las raíces de la corteza en orógenos colisionales (montañas plegadas). Las anfibolitas , gabros y granulitas parcialmente eclogizadas de la región del gneis occidental de Noruega, el complejo Marun-Keu en los montes Urales polares y el cinturón Dabie-Sulu en China demuestran que se requiere fluido para una eclogización completa. [3] En estos lugares, la eclogita se presenta junto a rocas que no han reaccionado sujetas a las mismas temperaturas y presiones, y la eclogita se forma donde el fluido puede llegar, por ejemplo a lo largo de las fracturas.
Para que continúen estas reacciones metamórficas es fundamental que haya una afluencia de fluidos en la zona de subducción o desde el manto subyacente; los fluidos desempeñan un papel mucho más importante en el metamorfismo de la eclogita que la temperatura o la presión. [9] Sin H2O , las reacciones no se completarán, lo que dejará a las rocas metamórficas metaestables (atascadas en un estado incompleto) a temperaturas y presiones inesperadamente altas. Sin la metamorfosis de las rocas menos densas en eclogita, que es la eclogitización, la "resaca" continental puede verse obstaculizada y la subducción puede ralentizarse o incluso detenerse.
Estudios de campo y simulaciones
Fig. 3 Sección transversal de la caricatura que representa la evolución tectónica del terreno eclogita, es decir, la colisión de Laurentia y Baltica A) Fase de colisión temprana con eclogización inicial del margen de transición entre Laurentia y Baltica B) Subducción continental C) Extensión y exhumación donde las eclogitas quedan expuestas. Los símbolos verdes de eclogita representan áreas de eclogización activa y los símbolos blancos representan eclogitas que pasan por condiciones retrógradas.
La región del gneis occidental y el arco de Bergen en el oeste de Noruega : conocida como una de las piezas eclogitizadas más grandes de corteza continental que se exhumó durante la orogenia caledonia , los estudios aquí han demostrado que la recristalización de las facies de eclogita también está acompañada de una reducción significativa en la resistencia de la roca. [10] Esto se demuestra por una localización de zonas de cizallamiento donde las granulitas anfitrionas se han transformado en eclogitas. [6] El punto principal de este estudio fue explorar la cinemática de la deformación sin-eclogita en el arco de Bergen, lo que sugirió que la eclogitización es en última instancia responsable de la separación de las unidades tectónicas de la litosfera descendente. Además, a pesar del aumento de la densidad, los estudios muestran que la eclogitización puede desencadenar la exhumación debido a la reducción de la resistencia de la roca y requiere que la eclogitización no sea completa. Esto es especialmente cierto en litologías básicas e intermedias que pueden llegar a ser más densas que el manto en casos de recristalización completa [10], lo que se muestra por una localización de zonas de cizallamiento donde las granulitas anfitrionas se han transformado en eclogitas. [6] Por lo tanto, el Arco de Bergen proporciona un excelente ejemplo del papel de la eclogización en el desprendimiento de losas y el inicio de la exhumación en una región de subducción continental .
Modelos mecánicos : Se han utilizado simulaciones con reologías viscosas (dúctiles) y plásticas (frágiles) para investigar el efecto de la eclogitización en la dinámica de la convergencia. Se han modelado una gran cantidad de entornos geológicos, como la deformación intracontinental, la subducción y la colisión continental, para determinar el impacto de la eclogitización en la densidad y la flotabilidad. En los casos en que hubo acortamiento de la litosfera, los modelos sugirieron que las transformaciones metamórficas, como la eclogitización, tienen poca o ninguna influencia y, en cambio, la deformación inicial se produce debido a la presencia o ausencia de zonas débiles en la corteza. Sin embargo, en otros modelos se observaron resultados diferentes, donde se obtiene la flexión o subducción litosférica, material de la corteza continental inferior y, en el caso de la subducción oceánica, la corteza oceánica es arrastrada a grandes profundidades (más de 100 km). En todos estos casos, la eclogitización fue un factor de una forma u otra, incluidos los siguientes:
La fuerza necesaria para la convergencia a una velocidad constante se reduce significativamente cuando se ha producido la ecogitización, en comparación con los modelos sin ecogitización. [11]
Los modelos han demostrado que la eclogitización no afecta la iniciación de la subducción, pero la corteza oceánica eclogitizada contribuye a la flotabilidad negativa de la placa y podría ayudar a la subducción de la litosfera oceánica joven. [11]
Las consecuencias de la eclogitización dependen en gran medida de la temperatura dentro de la discontinuidad de Mohorovičić (MOHO) y del desacoplamiento en la corteza.
Referencias
^ abc Alvarez, Walter (22 de mayo de 2010). "Las colisiones continentales prolongadas sugieren que las placas continentales están impulsadas por tracción basal". Earth and Planetary Science Letters . 296 (3–4): 434–442. Bibcode :2010E&PSL.296..434A. doi :10.1016/j.epsl.2010.05.030.
^ Schellart, WP; Stegman, DR; Farrington, RJ; Freeman, J.; Moresi, L. (16 de julio de 2010). "Tectónica cenozoica del oeste de Norteamérica controlada por la evolución del ancho de la placa de Farallón". Science . 329 (5989): 316–319. Bibcode :2010Sci...329..316S. doi :10.1126/science.1190366. PMID 20647465. S2CID 12044269.
^ ab Leech, Mary L. (15 de febrero de 2001). "Desarrollo orogénico detenido: eclogitización, delaminación y colapso tectónico". Earth and Planetary Science Letters . 185 (1–2): 149–159. Bibcode :2001E&PSL.185..149L. doi :10.1016/S0012-821X(00)00374-5.
^ Jolivet, L; et al. (6 de junio de 2005). "Ablandamiento desencadenado por la eclogitización, el primer paso hacia la exhumación durante la subducción continental" (PDF) . Earth and Planetary Science Letters . 237 (3–4): 533–545. Bibcode :2005E&PSL.237..532J. doi :10.1016/j.epsl.2005.06.047 . Consultado el 11 de octubre de 2012 .
^ Doin, Marie-Pierre; et al. (diciembre de 2001). "Iniciación de la subducción y reciclaje de la corteza continental: los papeles de la reología y la eclogización". Tectonofísica . 342 (1–2): 163–191. Bibcode :2001Tectp.342..163D. doi :10.1016/S0040-1951(01)00161-5.
^ abc Steltonphol, Mark; et al. (15 de septiembre de 2010). "Eclogitización y exhumación del basamento continental de Caledonia en Lofoten, al norte de Noruega". Sociedad Geológica de América. págs. 202–218 . Consultado el 12 de octubre de 2012 .
^ William Alexander Deer, RA Howie y J. Zussman (1997) Minerales formadores de rocas, Geological Society, 668 páginas ISBN 1-897799-85-3
^ C. Michael Hogan (2008) Ring Mountain, El portal megalítico, ed. Andy Burnham
^ Austrheim, H. (1998). "Influencia del fluido y la deformación en el metamorfismo de la corteza profunda y consecuencias para la geodinámica de las zonas de colisión". En Bradley R. Hacker; Juhn G. Liou (eds.). Cuando los continentes chocan: geodinámica y geoquímica de rocas de ultraalta presión . Petrología y geología estructural. Vol. 10. Kluwer Academic Publishers. págs. 297–323. doi :10.1007/978-94-015-9050-1_12. ISBN .978-90-481-4028-2.
^ ab Austrheim, H.; Griffin, WL (1985). "Deformación por cizallamiento y formación de eclogita con las anortositas en facies de granulita de Bergen, Noruega occidental". Chem. Geol . 50 (1–3): 267–281. doi :10.1016/0009-2541(85)90124-x.
^ ab Doin, Marie-Pierre; et al. (diciembre de 2001). "Iniciación de la subducción y reciclaje de la corteza continental: los papeles de la reología y la eclogitización". Tectonofísica . 342 (1–2): 163–191. Bibcode :2001Tectp.342..163D. doi :10.1016/S0040-1951(01)00161-5.
