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arco insular

Los arcos insulares son largas cadenas de volcanes activos con intensa actividad sísmica que se encuentran a lo largo de los límites de placas tectónicas convergentes . La mayor...

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Los arcos insulares son largas cadenas de volcanes activos con intensa actividad sísmica que se encuentran a lo largo de los límites de placas tectónicas convergentes . La mayoría de los arcos insulares se originan en la corteza oceánica y son el resultado del descenso de la litosfera hacia el manto a lo largo de la zona de subducción . Son la principal vía por la cual se produce el crecimiento continental. [ 1 ]

Las islas Ryukyu forman un arco insular.

Los arcos de islas pueden ser activos o inactivos según su sismicidad y la presencia de volcanes. Los arcos activos son cadenas de volcanes recientes con una zona sísmica profunda asociada. También poseen una forma curva distintiva, una cadena de volcanes activos o recientemente extintos, una fosa oceánica profunda y una gran anomalía de Bouguer negativa en el lado convexo del arco volcánico. La pequeña anomalía de gravedad positiva asociada a los arcos volcánicos ha sido interpretada por muchos autores como debida a la presencia de rocas volcánicas densas bajo el arco. Los arcos inactivos son cadenas de islas que contienen rocas volcánicas y volcanoclásticas más antiguas . [ 2 ]

La forma curva de muchas cadenas volcánicas y el ángulo de la litosfera descendente están relacionados. [ 3 ] Si la parte oceánica de la placa está representada por el fondo oceánico en el lado convexo del arco, y si la zona de flexión ocurre debajo de la fosa submarina , entonces la parte desviada de la placa coincide aproximadamente con la zona de Benioff debajo de la mayoría de los arcos.

Ubicación

La mayoría de los arcos insulares modernos se encuentran cerca de los márgenes continentales (particularmente en los márgenes norte y oeste del Océano Pacífico). Sin embargo, no existe evidencia directa dentro de los arcos que demuestre que siempre hayan existido en su posición actual con respecto a los continentes, aunque la evidencia de algunos márgenes continentales sugiere que algunos arcos pudieron haber migrado hacia los continentes durante el Mesozoico tardío o el Cenozoico temprano . [ 2 ] También se encuentran en zonas de convergencia oceánica-oceánica, en cuyo caso la placa más antigua subduce bajo la más joven.

El movimiento de los arcos insulares hacia el continente podría ser posible si, en algún momento, las antiguas zonas de Benioff se inclinaron hacia el océano actual en lugar de hacia el continente, como ocurre en la mayoría de los arcos hoy en día. Esto habría provocado la pérdida de lecho oceánico entre el arco y el continente y, en consecuencia, la migración del arco durante los episodios de expansión. [ 2 ]

Las zonas de fractura en las que terminan algunos arcos de islas activos pueden interpretarse, en términos de tectónica de placas, como resultado del movimiento a lo largo de fallas transformantes [ 4 ] [ 5 ] , que son márgenes de placas donde la corteza no se consume ni se genera. Por lo tanto, la ubicación actual de estas cadenas de islas inactivas se debe al patrón actual de las placas litosféricas. Sin embargo, su historia volcánica, que indica que son fragmentos de arcos de islas más antiguos, no está necesariamente relacionada con el patrón de placas actual y puede deberse a diferencias en la posición de los márgenes de las placas en el pasado.

Formación tectónica

Dos placas tectónicas chocan y, en el proceso, crean un arco de islas entre ellas.

Comprender la fuente de calor que causa la fusión del manto fue un problema controvertido. Los investigadores creían que el calor se producía por fricción en la parte superior de la placa. Sin embargo, esto es improbable porque la viscosidad de la astenosfera disminuye con el aumento de la temperatura, y a las temperaturas requeridas para la fusión parcial, la astenosfera tendría una viscosidad tan baja que no podría producirse la fusión por cizallamiento. [ 6 ]

Ahora se cree que el agua actúa como el agente principal que impulsa la fusión parcial bajo los arcos. Se ha demostrado que la cantidad de agua presente en la placa descendente está relacionada con la temperatura de fusión del manto. [ 7 ] Cuanto mayor sea la cantidad de agua presente, menor será la temperatura de fusión del manto. Esta agua se libera durante la transformación de los minerales a medida que aumenta la presión, siendo la serpentinita el mineral que contiene más agua .

Estas reacciones minerales metamórficas causan la deshidratación de la parte superior de la placa a medida que la placa hidratada se hunde. También se le transfiere calor desde la astenosfera circundante. A medida que se transfiere calor a la placa, se establecen gradientes de temperatura tales que la astenosfera en las proximidades de la placa se vuelve más fría y más viscosa que las áreas circundantes, particularmente cerca de la parte superior de la placa. Esta astenosfera más viscosa es entonces arrastrada hacia abajo con la placa, lo que hace que el manto menos viscoso fluya detrás de ella. Es la interacción de este manto descendente con fluidos acuosos que ascienden desde la placa en hundimiento lo que se cree que produce la fusión parcial del manto cuando cruza su solidus húmedo . [ 8 ] Además, algunas fusiones pueden resultar del ascenso de material caliente del manto dentro de la cuña del manto. [ 9 ] Si el material caliente asciende lo suficientemente rápido como para que se pierda poco calor, la reducción de presión puede causar liberación de presión o fusión parcial por descompresión .

En el lado de subducción del arco insular se encuentra una fosa oceánica profunda y estrecha, que constituye el rastro en la superficie terrestre del límite entre las placas subducida y cabalgante. Esta fosa se crea por la atracción gravitatoria descendente de la placa subducida, relativamente densa, en el borde frontal de la placa. A lo largo de este límite de subducción se producen múltiples terremotos , con hipocentros sísmicos ubicados a profundidades crecientes bajo el arco insular: estos sismos definen la zona de Benioff . [ 10 ] [ 11 ]

Los arcos de islas pueden formarse en entornos intraoceánicos, a partir de fragmentos de corteza continental que se han desplazado de una masa continental adyacente o en volcanes relacionados con la subducción que están activos en los márgenes de los continentes.

Características

Sección transversal esquemática de un arco de islas desde la fosa oceánica hasta la cuenca de trasarco.

A continuación se presentan algunas de las características generalizadas presentes en la mayoría de los arcos insulares.

Antearco : Esta región comprende la fosa oceánica, el prisma de acreción y la cuenca de antearco. En el lado oceánico del sistema se observa una elevación de la fosa (Barbados, en las Antillas Menores, es un ejemplo). La cuenca de antearco se forma entre la dorsal de antearco y el arco insular; es una región de sedimentación plana no perturbada.

Fosas oceánicas : Son las zonas más profundas de las cuencas oceánicas; la más profunda es la fosa de las Marianas (aproximadamente 11 000 m o 36 000 pies ). Se forman por la flexión de la litosfera oceánica y se desarrollan en el lado oceánico de los arcos de islas.  

Cuenca de trasarco : También conocidas como mares marginales, se forman en la zona cóncava interna de los arcos insulares delimitados por dorsales de trasarco. Se desarrollan como consecuencia de la tectónica tensional provocada por la fragmentación de un arco insular preexistente.

Zona de Benioff o zona de Wadati-Benioff : Se trata de un plano que se hunde bajo la placa superior, donde se produce una intensa actividad volcánica, definida por la ubicación de los eventos sísmicos bajo el arco volcánico. Los terremotos ocurren desde cerca de la superficie hasta  una profundidad de aproximadamente 660 km. La inclinación de las zonas de Benioff varía desde 30° hasta casi la vertical. [ 12 ]

Una cuenca oceánica puede formarse entre el margen continental y los arcos insulares en el lado cóncavo del arco. Estas cuencas tienen una corteza oceánica o intermedia entre la corteza oceánica normal y la típica de los continentes; el flujo de calor en las cuencas es mayor que en las áreas continentales u oceánicas normales. [ 2 ]

Algunos arcos, como las Aleutianas, pasan lateralmente a la plataforma continental en el lado cóncavo del arco, [ 13 ] mientras que la mayoría de los arcos están separados de la corteza continental.

El movimiento entre dos placas litosféricas explica las principales características de los arcos de islas activos. El arco de islas y la pequeña cuenca oceánica se sitúan sobre la placa superior, que se encuentra con la placa descendente que contiene corteza oceánica normal a lo largo de la zona de Benioff. La marcada curvatura descendente de la placa oceánica produce una fosa. [ 14 ]

Rocas volcánicas en el arco insular

Generalmente hay tres series volcánicas a partir de las cuales se forman los tipos de roca volcánica que se encuentran en los arcos de islas: [ 15 ] [ 16 ]

Esta serie volcánica está relacionada con la edad de la zona de subducción y la profundidad. La serie de magma toleítico está bien representada sobre zonas de subducción jóvenes formadas por magma de profundidad relativamente baja. Las series calcoalcalina y alcalina se observan en zonas de subducción maduras y están relacionadas con magma de mayor profundidad. La andesita y la andesita basáltica son las rocas volcánicas más abundantes en los arcos insulares, lo que indica la presencia de magmas calcoalcalinos. Algunos arcos insulares presentan series volcánicas distribuidas, como se puede observar en el sistema de arcos insulares japonés, donde las rocas volcánicas cambian de toleítica a calcoalcalina y luego a alcalina a medida que aumenta la distancia a la fosa. [ 15 ]

En el magmatismo de arco intervienen varios procesos que dan lugar al amplio espectro de composiciones rocosas que se encuentran. Estos procesos incluyen, entre otros, la mezcla de magma, el fraccionamiento, las variaciones en la profundidad y el grado de fusión parcial y la asimilación. Por lo tanto, las tres series volcánicas dan como resultado una amplia gama de composiciones rocosas y no se corresponden con tipos de magma o regiones de origen absolutos. [ 6 ]

Lista de arcos insulares modernos

Ejemplos de antiguos arcos de islas

En algunos lugares se han identificado restos de antiguos arcos insulares. La tabla que aparece a continuación muestra una selección de ellos.

Véase también

Referencias

  1. ↑ Taylor, SR (1967). "El origen y crecimiento de los continentes". Tectonophysics . 4 (1): 17– 34. Bibcode : 1967Tectp...4...17T . doi : 10.1016/0040-1951(67)90056-x . ISSN 0040-1951 . 
  2. 1 2 3 4 Mitchell, Andrew H.; Reading, Harold G. (1971). "Evolución de los arcos insulares". The Journal of Geology . 79 (3): 253– 284. Bibcode : 1971JG.....79..253M . doi : 10.1086/627627 . ISSN 0022-1376 . S2CID 129378943 .  
  3. ↑ FRANK, FC (1968). "Curvatura de arcos insulares" . Nature . 220 (5165): 363. Bibcode : 1968Natur.220..363F . doi : 10.1038/220363a0 . ISSN 0028-0836 . 
  4. ↑ WILSON, J. TUZO (1965). "Una nueva clase de fallas y su relación con la deriva continental". Nature . 207 (4995): 343– 347. Bibcode : 1965Natur.207..343W . doi : 10.1038/207343a0 . ISSN 0028-0836 . S2CID 4294401 .  
  5. ↑ Isacks, Bryan; Oliver, Jack; Sykes, Lynn R. (1968-09-15). "Sismología y la nueva tectónica global". Journal of Geophysical Research . 73 (18): 5855– 5899. Bibcode : 1968JGR....73.5855I . doi : 10.1029/jb073i018p05855 . ISSN 0148-0227 . 
  6. 1 2 Inglaterra, Richard W. (2009). "Philip Kearey, Keith A. Klepeis y Frederick J. Vine: Tectónica global". Marine Geophysical Researches . 30 (4): 293– 294. Bibcode : 2009MarGR..30..293E . doi : 10.1007/s11001-010-9082-0 . ISSN 0025-3235 . S2CID 129487054 .  
  7. ↑ Stolper, Edward; Newman, Sally (1994). "El papel del agua en la petrogénesis de los magmas de la fosa de Mariana". Earth and Planetary Science Letters . 121 ( 3– 4): 293– 325. Bibcode : 1994E & PSL.121..293S . doi : 10.1016/0012-821x(94)90074-4 . ISSN 0012-821X . 
  8. ↑ Tatsumi, Yoshiyuki (1989-04-10). "Migración de fases fluidas y génesis de magmas basálticos en zonas de subducción". Journal of Geophysical Research: Solid Earth . 94 (B4): 4697– 4707. Bibcode : 1989JGR....94.4697T . doi : 10.1029/JB094iB04p04697 . ISSN 2156-2202 . 
  9. ↑ Sisson, TW; Bronto, S. (1998). "Evidencia de fusión por liberación de presión bajo arcos magmáticos a partir de basalto en Galunggung, Indonesia". Nature . 391 (6670): 883– 886. Bibcode : 1998Natur.391..883S . doi : 10.1038/36087 . ISSN 0028-0836 . S2CID 4401646 .  
  10. ↑ Toksöz, M. Nafi (1975). "La subducción de la litosfera". Scientific American . 233 (5): 88– 98. Bibcode : 1975SciAm.233e..88T . doi : 10.1038/scientificamerican1175-88 . ISSN 0036-8733 . 
  11. ↑ Hacker, Bradley R.; Peacock, Simon M.; Abers, Geoffrey A.; Holloway, Stephen D. (2003). "Fábrica de subducción 2. ¿Están los terremotos de profundidad intermedia en las placas subducidas vinculados a reacciones de deshidratación metamórfica?" . Journal of Geophysical Research: Solid Earth . 108 (B1): 2030. Bibcode : 2003JGRB..108.2030H . doi : 10.1029/2001jb001129 . ISSN 0148-0227 . 
  12. ↑ Condie, Kent C. (1987), "Zona de Benioff" , Geología estructural y tectónica , Enciclopedia de ciencias de la Tierra, Kluwer Academic Publishers, pp. 29–33 , doi : 10.1007/3-540-31080-0_7 , ISBN  978-0442281250
  13. ↑ Menard, HW (1967-06-15). "Tipos de transición de corteza bajo pequeñas cuencas oceánicas". Journal of Geophysical Research . 72 (12): 3061– 3073. Bibcode : 1967JGR....72.3061M . doi : 10.1029/jz072i012p03061 . ISSN 0148-0227 . 
  14. ↑ Oxburgh, ER; Turcotte, DL (1970). "Estructura térmica de arcos insulares". Boletín de la Sociedad Geológica de América . 81 (6): 1665. doi : 10.1130/0016-7606(1970)81 [ 1665:tsoia ] 2.0.co ; 2 . ISSN 0016-7606 . 
  15. 1 2 Gill, JB (1982). "Andesitas: Andesitas orogénicas y rocas relacionadas". Geochimica et Cosmochimica Acta . 46 (12): 2688. doi : 10.1016/0016-7037(82)90392-1 . ISSN 0016-7037 . 
  16. ↑ Hall, A. (1982). "RS Thorpe, Editor. Andesitas: Andesitas orogénicas y rocas relacionadas. Chichester, Nueva York, Brisbane, Toronto y Singapur (John Wiley and Sons), 1982. xiii+724 pp., 277 figs. Precio £59·50". Mineralogical Magazine . 46 (341): 532– 533. doi : 10.1180/minmag.1982.046.341.31 . ISSN 0026-461X . S2CID 129767570 .  
  17. ↑ Hervé, Francisco ; Calderón, Mauricio; Fanning, Mark; Pankhurst, Robert ; Rapela, Carlos W.; Quezada, Paulo (2018). «Las rocas campestres del magmatismo Devónico en el Macizo Norpatagónico y Chaitenia» . Geología Andina . 45 (3): 301– 317. doi : 10.5027/andgeoV45n3-3117 . hdl : 11336/81577 .