
La Dorsal de Chile , también conocida como Elevación de Chile , es una dorsal oceánica submarina formada por el límite de placas divergente entre la placa de Nazca y la placa 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 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 aproximadamente 550–600 km (340–370 mi; 300–320 nmi) . [ 1 ]
La Dorsal de Chile, que se expande continuamente, colisiona con la placa sudamericana meridional al este, y la dorsal ha estado subduciendo bajo la península de Taitao desde hace 14 millones de años (Ma). [ 1 ] [ 2 ] La colisión de la dorsal ha generado una ventana de placa bajo la placa sudamericana suprayacente, con un menor volumen de magma fundido del manto superior , lo que se demuestra por una velocidad abrupta y baja del flujo de magma bajo la dorsal de Chile en separación. [ 2 ] [ 1 ] [ 3 ] La subducción genera un tipo especial de rocas ígneas , representadas por las ofiolitas de Taitao , que son rocas ultramáficas compuestas de olivino y piroxeno , que generalmente se encuentran en placas oceánicas . [ 4 ] [ 2 ] Además, la subducción de la Dorsal de Chile también crea el granito de Taitao en la península de Taitao, que apareció como plutones . [ 2 ] [ 5 ]
La Dorsal de Chile implica la subducción de una dorsal oceánica, lo cual merece ser estudiado porque explica cómo se formó la corteza continental del Arcaico a partir de la corteza oceánica profunda. [ 4 ]
Geología regional
Geología de la cordillera de Chile

La geología de la dorsal de Chile está estrechamente relacionada con la geología de la península de Taitao (al este de la dorsal). Esto se debe a que la dorsal de Chile subduce bajo la península de Taitao, lo que da lugar a litologías únicas en esa zona. [ 4 ] [ 5 ] Las unidades litológicas se analizarán desde la más joven hasta la más antigua, centrándonos principalmente en los granitos y ofiolitas de Taitao.
Granitos de Taitao (rocas tipo adakita del Mioceno tardío)
El magmatismo adakítico se forma por la fusión del borde posterior de la placa de Nazca. [ 2 ] Debido a la subducción de la Dorsal de Chile bajo 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 joven de Nazca (menos de 18 millones de años) es más cálida, por lo que los basaltos subducidos metamorfizados se funden. [ 5 ] [ 4 ] En una dorsal oceánica 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 menos de 10 kbar y más de 650° respectivamente. [ 4 ] Esto se debe a que la placa joven y cálida de Nazca ha impedido una alta tasa de enfriamiento y deshidratación . La fusión parcial del granito de Taitao crea plutones como el plutón adakítico de Cabo Raper . [ 4 ]
Características de los granitos de Taitao

La adakita 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 ]
Ofiolita de Taitao (lavas almohadilladas, diques laminares, gabro, rocas ultramáficas del Mioceno tardío)
A lo largo del eje de la dorsal de Chile, se emplazan rocas magmáticas máficas a ultramáficas. [ 4 ] Por ejemplo, el complejo ofiolítico de Taitao se descubre 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 por la convergencia de la placa sudamericana suprayacente y el segmento Tres Montes de la dorsal de Chile . [ 2 ] [ 7 ] La obducción y el cabalgamiento causan metamorfismo de baja presión y forman el complejo ofiolítico. Este metamorfismo indica el inicio de la alteración hidrotermal en un ambiente de dorsal oceánica. [ 4 ] [ 7 ] También hay actividad reciente de magmas ácidos en la península de Taitao, lo que permite comparar la composición pasada con la composición actual y determinar la historia del magma. [ 2 ] [ 8 ]
Características de la ofiolita de Taitao
La litosfera ofiolítica de Taitao forma una secuencia especial de arriba a abajo: lavas almohadilladas , complejo de diques laminares , gabros y unidades de roca ultramáfica . Para las unidades de roca ultramáfica, se ha demostrado que ocurrieron al menos dos eventos de fusión con anterioridad. [ 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 bajo el arco, así como la composición química del magma que se funde desde el manto. [ 2 ] Debido a la subducción de dorsales oceánicas (Dorsal de Chile) bajo la placa sudamericana, que ha ocurrido desde hace 16 Ma, esto causó la alteración en la configuración térmica y la geometría de la cuña del manto bajo el arco, creando una composición química distintiva de las generaciones de magma. [ 2 ] Esto 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 placa producida por la subducción de la dorsal causa la generación de basalto alcalino . La convergencia dorsal-fosa y la generación de la ventana de placa ayudan al emplazamiento de los basaltos alcalinos. [ 2 ] [ 6 ]
Batimetría
Se inspeccionó la batimetría de la dorsal de Chile, que es la topografía submarina que estudia las profundidades de las formas del relieve bajo el nivel del agua. [ 10 ] Se descubrió que hay grandes colinas abisales que se extienden a lo largo de dos lados de la dorsal. Las colinas abisales crecen cíclicamente debido al crecimiento cíclico de fallas. Durante los ciclos de fallas, la extensión de la dorsal de Chile produjo una deformación tectónica de "difusión" que forma numerosas fallas diminutas. La divergencia continua de la dorsal hace que la tensión extensional se concentre, y las fallas diminutas se unen para generar fallas altas y largas a escala de colina abisal. Las fallas enormes empujan las fallas antiguas e inactivas lejos del eje de la dorsal por la fuerza extensional. Este proceso se repetiría. Por lo tanto, cuanto más lejos esté la colina abisal del eje de la dorsal, más antigua es. [ 9 ]
El movimiento de Chile Ridge


La expansión de la Cordillera de Chile
La Dorsal de Chile se forma por la divergencia de las placas de Nazca y Antártida. [ 4 ] Se está expandiendo activamente a una tasa de aproximadamente 6,4 – 7,0 cm/año desde hace 5 Ma hasta la actualidad. [ 4 ] La formación de la dorsal de expansión Nazca-Antártida del Mioceno tardío crea la Dorsal de Chile de unos 550 km de longitud debido a las 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 placa antártica desde hace 3 millones de años. La placa de Nazca se mueve en dirección este-noreste (ENE), mientras que la placa antártica lo hace en dirección este-sureste (ESE). El movimiento divergente neto de ambas placas contribuye a la expansión de la dorsal de Chile. [ 4 ]
Migración y subducción de la dorsal de Chile
La subducción de la dorsal comenzó como una subducción oblicua con una oblicuidad de 10° a 12° respecto a la fosa de Chile desde hace 14 Ma, [ 4 ] que subduce bajo el sureste de la Patagonia Sur. [ 1 ] [ 4 ] Por lo tanto, se encuentra que tanto la colisión de la placa 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 bajo la placa Sudamericana. [ 1 ] Debido a la diferencia en la tasa de convergencia, se favorece la formación de una ventana de placa . [ 1 ] La ventana de placa es un hueco bajo la placa Sudamericana, donde la placa Sudamericana suprayacente tiene solo un poco de 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 en aproximadamente 14–10 Ma (Mioceno tardío), algunos de los segmentos de la Dorsal de Chile fueron subducidos bajo la Península Patagónica Sur (ubicada entre 48° y 54°S) posteriormente. [ 2 ] Desde 10 Ma hasta el presente, la Dorsal de Chile se separó en varios segmentos cortos por las zonas de fractura , y los segmentos de la dorsal son subducidos entre 46° y 48° S. [ 2 ] [ 1 ] Los hallazgos anteriores han demostrado que la Dorsal de Chile ha encontrado una migración hacia el norte. [ 2 ] [ 9 ] [ 4 ] Por lo tanto, se ha encontrado 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 tienen diferentes hallazgos en la tasa de expansión que muestran que la dorsal puede haberse expandido uniformemente para una tasa de expansión de aproximadamente 31 km/Myr a partir de 5,9 Ma. [ 9 ]
Sismicidad asociada
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 placa a medida que las placas de Nazca y Antártica continúan divergiendo al colisionar 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 detecta sismicidad marina de moderada a alta con 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 da lugar a los eventos sísmicos. Además, es más probable que la sismicidad intraplaca en la placa sudamericana suprayacente resulte de la deformación del sistema de fallas Liquiñe-Ofqui. [ 14 ] [ 13 ] [ 16 ]
microplaca de Chiloé
Esta es una pequeña placa entre la placa de Nazca y la placa sudamericana, ubicada al este de la dorsal de Chile. Se ha demostrado que la microplaca de Chiloé (Fig. 5, 6) migró hacia el norte con respecto a la placa sudamericana, que es bastante inmóvil. La cuenca del Golfo de Peñas se formó debido al movimiento hacia el norte de la microplaca de Chiloé. [ 16 ]
Sismicidad del sistema de fallas Liquiñe-Ofqui en la Región de Aysén
El sistema de fallas Liquiñe-Ofqui es una falla de deslizamiento lateral derecho que separa la microplaca de Chiloé y la placa Sudamericana. [ 13 ] La migración hacia el norte de la microplaca de Chiloé a lo largo de la falla Liquiñe-Ofqui creó la cuenca del Golfo de Peñas a finales del 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 debido a la colisión de las placas de Nazca y Sudamericana 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 , en el sur de Chile. Solo se ha registrado un evento sísmico de magnitud superior a 7 en 1927. [ 13 ] Esto dificulta la detección de sismicidad cerca de la Dorsal de Chile. Sin embargo, en 2007, el sistema de fallas Liquiñe-Ofqui liberó la tensión acumulada por la subducción de Nazca bajo la placa Sudamericana con un terremoto de magnitud sismo que alcanzó 7. [ 16 ] Recientemente, se han detectado 274 eventos sísmicos en 2004–2005. [ 16 ]
Sismicidad de la ventana de la placa patagónica
Existe una brecha de sismicidad intraplaca entre los 47° y 50°S (área con flujo de calor anormalmente alto), que coincide con la ventana de la placa patagónica , interrumpiendo 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 procesos tectónicos. La razón de esto es que la placa antártica experimenta una subducción superficial que causa una deformación sísmica muy limitada. [ 16 ] [ 14 ] (Fig-5)
Formación geológica relacionada con el movimiento de la Dorsal de Chile
Consecuencia de la subducción de la Dorsal de Chile
Ventana de losa de Patagonia

El impacto más evidente de la subducción de la dorsal de Chile es la formación de una ventana de placa. Esta se forma cuando los segmentos de la dorsal de Chile se subducen bajo la placa del sur de Sudamérica. El borde posterior de la placa de Nazca se funde completamente en la zona de subducción, y el borde frontal de la placa antártica diverge, creando una brecha cada vez mayor entre las dos placas, ya que se funde muy poca corteza después de la subducción. En este caso, se produce una cantidad muy pequeña de magma debajo de la ventana de placa. [ 3 ] El manto en la ventana de placa 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 placa a medida que el magma fundido de la corteza se convecta lentamente, lo que dificulta el vulcanismo . [ 15 ] [ 1 ] [ 2 ] [ 17 ] El segmento de la dorsal entre las fallas transformantes de Taitao y Darwin se encuentra actualmente cerca de la fosa de Chile y colisiona con la placa sudamericana. [ 1 ] [ 3 ]
La presencia de una ventana de placa debajo de la placa del sur de Sudamérica ha sido demostrada por la investigación que busca determinar la estructura de la litosfera y el manto superior cerca de la Dorsal de Chile. [ 3 ] Se registra una brecha sísmica intraplaca que coincide con la ubicación de la ventana de placa patagónica. [ 14 ] [ 8 ] Los resultados experimentales de la tomografía del tiempo de viaje de la onda P muestran que hay una zona de baja velocidad en la ubicación predicha de la ventana de placa, que migra hacia el este con el aumento de la profundidad. [ 3 ]

Erosión tectónica y emplazamiento de ofiolitas
Además de la generación de la ventana de la placa, 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 Superior. [ 2 ] La obducción y el cabalgamiento de la placa de Nazca producidos debido a la convergencia de la placa sudamericana suprayacente y la Dorsal de Chile, causando metamorfismo de baja presión, facilitaron el emplazamiento del complejo ofiolítico . [ 13 ] [ 4 ]
Triple unión de Chile
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 oceánica subduce o la falla transformante subduce bajo la placa Sudamericana. Cuando la dorsal oceánica subduce, la triple unión se desplaza hacia el norte; pero si la zona de fractura subduce, la triple unión se desplaza hacia el sur. [ 1 ] La unión se ha desplazado hacia el norte desde el inicio de la subducción de la dorsal de Chile hace 17 Ma después de la ruptura de la triple unión Nazca-Antártida-Fénix . [ 2 ] Desde entonces, la triple unión de Chile ha llegado a su posición actual en la península occidental de Taitao . [ 14 ] Antes de los 10 Ma, la triple unión de Chile alcanzaba el sur de la península de Taitao. Actualmente, se predice que la temperatura de la triple unión de Chile por debajo de una profundidad de 10 a 20 km es de 800 a 900 °C. [ 18 ] [ 13 ]
ejes de cresta
Los ejes de la dorsal son la parte central de la dorsal donde se forman cortezas más recientes. El eje central de la dorsal de Chile se orienta hacia el nor-noroeste (NNE). Los ejes de la dorsal también se conocen como valles de rift axiales topográficos . Con la ayuda de datos de altimetría satelital y datos magnéticos , se descubren anomalías gravitatorias negativas cerca de los ejes de la dorsal. [ 1 ]
Zonas de fractura

También se denominan zonas de falla . Son fallas transformantes que dividen la Dorsal de Chile en segmentos, provocando que todo el eje de la dorsal se oriente hacia el sureste. [ 9 ] [ 1 ] Las zonas de fractura se orientan hacia el 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 falla. Entre estas, existen dos sistemas de falla complejos. Las zonas de falla más largas son la falla de Chiloé, con 234 km de longitud, y la falla de Guafo, la más corta (39 km). [ 9 ] A través de diversas investigaciones sobre datos magnéticos y batimétricos , se localizan las zonas de fractura. Las principales zonas de falla se estudian mediante el método batimétrico y se definen como fosas. Los mismos datos batimétricos también permitieron descubrir las zonas de falla en la Dorsal del Pacífico Oriental , así como en la Dorsal Mesoatlántica de baja velocidad . [ 1 ] [ 8 ] [ 9 ]
Segmentación de la cresta de Chile
Chile Ridge se divide en una amplia gama de varios segmentos de expansión cortos que tienen diferentes longitudes y distancias de desplazamiento, en la siguiente sección, se discutirán 7 segmentos. [ 9 ] [ 1 ] De la tabla a continuación, revela que los segmentos de la dorsal de expansión 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.

Morfología de reloj de arena
Los contornos profundos se ubican a lo largo de los extremos del segmento, mientras que los contornos poco profundos se ubican en el centro del segmento. El centro del segmento es más estrecho, 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 ]
Zona de fractura de Valdivia
Se ubica en el centro de la dorsal de Chile (Fig. 1, 2, 7) y la divide en secciones norte y sur, según lo descubierto mediante el estudio de batimetría y perfiles magnéticos, así como la detección de anomalías gravimétricas. [ 4 ] La Zona de Falla de Valdivia ha provocado el desplazamiento de la dorsal de Chile norte y sur a lo largo de más de 600 km en dirección este-oeste. Existen seis zonas de falla entre la Zona de Falla de Valdivia. [ 1 ]
Interacción entre la Dorsal de Chile y la Fosa de Chile
Se ha examinado el análisis geofísico y geotérmico en la triple unión del sur de Chile. Se han registrado datos magnéticos y batimétricos a lo largo de la Dorsal de Chile, que reconoce una ligera transformación en la configuración de la dorsal oceánica cuando converge con la fosa. [ 13 ] [ 8 ] [ 14 ]
La placa sudamericana superior se ve afectada principalmente por la colisión de la dorsal. La fosa Chile-Perú se vuelve más empinada y estrecha cuando la dorsal de Chile está subduciendo. [ 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 sobre la pendiente de la fosa hacia 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/m 2 ) relacionado con la subducción de la dorsal de Chile en la parte inferior de la fosa. [ 8 ] Además, mediante la aplicación de reflectores que simulan el fondo (BSR), se obtiene evidencia más convincente de la existencia de un alto flujo de calor debajo de la pendiente de la fosa , ya que se muestra un rango más amplio de cuadrícula de observaciones de flujo de calor desde el norte hasta el sur de la triple unión. [ 8 ] Además, el flujo de calor conductivo hipotetizado es consistente con los datos de flujo de calor de BSR. [ 8 ] [ 12 ]
Importancia de la subducción de la dorsal oceánica
Comprender la subducción de las dorsales oceánicas es crucial, ya que controla la evolución de la corteza continental. La subducción de la Dorsal de Chile bajo la Fosa de Chile proporciona un análogo adecuado para el inicio de la corteza continental arcaica mediante 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 donde la placa superior es continental. También se pueden examinar las correlaciones entre las rocas del pasado. Asimismo, se puede estudiar la interacción entre la dorsal y la fosa. [ 4 ]
Además, debido a la presencia de la ventana de la placa patagónica y la obducción de la placa de Nazca, el proceso geológico que ocurrió históricamente no es el mismo. [ 4 ] Por lo tanto, la subducción de la Dorsal de Chile no se ajusta al principio uniformitarista (el proceso geológico que ocurre ahora es el mismo que el del pasado). [ 19 ]
Otro ejemplo de subducción de dorsal oceánica
Subducción de la dorsal Kula-Farallon/Resurrección
La subducción de la dorsal Kula-Farallon/Resurrection comenzó durante el Cretácico Superior-Paleoceno y actualmente se ubica en el complejo Chugach, Alaska, donde se encuentra metamorfismo máfico-ultramáfico de alto grado. [ 4 ] La subducción de la dorsal controla el magmatismo del límite norteamericano. [ 4 ]
Véase también
Referencias
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- Geología de Chile
- Crestas submarinas del Océano Pacífico
