La corteza terrestre que queda hundida en las colisiones entre continentes no desaparece sin más en las profundidades de la Tierra, sino que puede ascender de nuevo, incorporarse al continente y contribuir a modelarlo durante millones de años.
Así lo revela un estudio internacional liderado por investigadores del Museo Nacional de Ciencias Naturales (MNCN-CSIC), que describe la relaminación profunda de la corteza continental subducida como un mecanismo clave en la evolución continental.
El trabajo ‘Continental evolution influenced by relamination of deeply subducted continental crust’, publicado este martes en la revista ‘Nature Geoscience’, redefine la evolución de los continentes y aporta un marco para interpretar la geoquímica de grandes formaciones montañosas.
Según el estudio, en el que han colaborado ETH Zürich y la University of Portsmouth, este proceso ha modelado los continentes de la Tierra durante miles de millones de años y ayuda a explicar el origen de ciertos magmas desde el Arcaico, hace entre 3.800 y 2.500 millones de años, hasta épocas recientes.
Durante las colisiones entre continentes, una placa se hunde bajo la otra en un proceso conocido como subducción.
El trabajo demuestra que la corteza menos densa se desprende de la placa subducida y asciende nuevamente, hasta integrarse en el manto litosférico de la placa superior. Ese mecanismo, denominado relaminación, permite que fragmentos de corteza que parecían quedar perdidos en profundidad vuelvan a incorporarse al continente.
Descripción gráfica del proceso de relaminación | Foto de MNCN
Grandes afloramientos graníticos
El material relaminado se mezcla mecánicamente con el manto y crea un reservorio híbrido del que surgen magmas postcolisionales, característicos de los grandes eventos magmáticos posteriores a las colisiones continentales. Estos magmas pueden generar grandes batolitos graníticos como la sierra de Gredos. A su vez, los procesos en los que chocan dos masas continentales son los que producen las cordilleras u orógenos.
El investigador del MNCN que actualmente trabaja en la Universidad de Portsmouth, Daniel Gómez Frutos, explicó que la investigación permite entender “por qué esos magmas se encuentran tanto en orógenos modernos como en formaciones que datan del Arcaico”. “Nuestros modelos demuestran que la relaminación es un proceso recurrente en las colisiones continentales. Los fragmentos de corteza subducida no desaparecen, vuelven a incorporarse al continente y dejan una huella química muy clara en los magmas que producen millones de años después”, añadió.
Magmas híbridos
El estudio combina modelización geodinámica numérica y experimentos de alta presión para desentrañar cómo fragmentos de corteza continental pueden originar magmas híbridos que alimentan grandes eventos magmáticos tras las colisiones continentales, lo que genera nueva corteza.
El equipo complementó los modelos numéricos con experimentos de fusión a alta presión y temperatura, en los que mezcló proporciones variables de peridotita, material del manto, y corteza continental. De este modo, reprodujo la interacción física descrita por las simulaciones.
El investigador del MNCN Antonio Castro afirmó que los resultados fueron “contundentes”, ya que los fundidos experimentales reproducen la firma geoquímica de los magmas postcolisionales, principalmente graníticos. Se trata de rasgos que, según explicó, no pueden entenderse mediante la fusión simple del manto ni por diferenciación de magmas basálticos.
Un ejemplo de estos magmas son los sanukitoides, una variedad de rocas graníticas con alto contenido en magnesio que se encuentran en entornos de márgenes de placas tectónicas continentales sometidas a procesos de colisión.
“Los experimentos dejan claro que sin la incorporación profunda de corteza continental no se pueden generar los magmas que observamos en las cordilleras de todo el mundo. La clave está en esta mezcla íntima y sólida entre corteza relaminada y peridotita del manto”, añadió Castro.
Crecimiento continental
El proceso descrito opera en la actualidad y ha sido fundamental desde los inicios de la tectónica de placas. La presencia de sanukitoides arcaicos, muy similares a los magmas postcolisionales modernos, apoya la idea de que la relaminación ya funcionaba hace más de 2.500 millones de años.
Además, el equipo compiló datos isotópicos globales de estroncio y neodimio que demuestran que los magmas postcolisionales conservan la “memoria” de la corteza previamente subducida.
El investigador del ETH Zurich Taras Gerya apuntó que la relaminación “no solo explica de dónde vienen estos magmas”, sino que también ofrece una forma de rastrear qué tipo de corteza se ha subducido en cada colisión del pasado. “Es una ventana directa al destino de esos continentes que, aparentemente, desaparecen al colisionar con otros”, destacó.
El trabajo ofrece una explicación sobre la reincorporación de corteza a los continentes y su contribución a la expansión y rejuvenecimiento continental. “La relaminación nos permite entender por qué encontramos magmas del Arcaico y Proterozoico en ciertos lugares, algo que hasta ahora no lográbamos explicar”, explicó Gómez Frutos.
El artículo completo incluye simulaciones geodinámicas numéricas en 2D de alta resolución, experimentos de fusión en pistón-cilindro, análisis geoquímicos detallados y una extensa base de datos global de rocas postcolisionales.
CAB/DR.
Fuente: Agencia Servimedia.