Articulo de referencia

Empuje de cresta

El empuje de la dorsal (también conocido como deslizamiento gravitacional o fuerza de placa deslizante ) es una fuerza impulsora propuesta para el movimiento de las placas en la...

El empuje de la dorsal (también conocido como deslizamiento gravitacional o fuerza de placa deslizante ) es una fuerza impulsora propuesta para el movimiento de las placas en la tectónica de placas que ocurre en las dorsales oceánicas como resultado del deslizamiento de la litosfera rígida sobre la astenosfera caliente y elevada que se encuentra debajo de las dorsales oceánicas. Aunque se le llama empuje de la dorsal, el término es algo engañoso; en realidad es una fuerza de volumen que actúa en toda una placa oceánica, no solo en la dorsal, como resultado de la atracción gravitacional . El nombre proviene de modelos anteriores de tectónica de placas en los que el empuje de la dorsal se atribuía principalmente al ascenso de magma en las dorsales oceánicas que empujaba o separaba las placas.

Mecánica

Esta imagen muestra una dorsal oceánica en sección transversal. El material más cercano a la dorsal (con menos de 90 millones de años) experimenta la gravedad y una fuerza normal angular, lo que resulta en una fuerza neta hacia abajo y alejándose de la dorsal. El material con más de 90 millones de años experimenta la gravedad y una fuerza normal igual pero directamente opuesta, por lo que no produce ningún empuje hacia la dorsal.
Diagrama de una dorsal oceánica que muestra el empuje de la dorsal cerca de la misma y la ausencia de dicho empuje después de 90 millones de años.

El empuje de las dorsales es el resultado de las fuerzas gravitacionales que actúan sobre la litosfera oceánica joven y elevada alrededor de las dorsales oceánicas , lo que provoca que se deslice hacia abajo sobre la astenosfera , igualmente elevada pero más débil, y empuje el material litosférico más alejado de las dorsales. [ 1 ]

Las dorsales oceánicas son largas cadenas montañosas submarinas que se forman en los límites de placas divergentes del océano, donde se crea nueva corteza oceánica por el ascenso de material del manto como resultado de la expansión de las placas tectónicas y la fusión por descompresión  relativamente superficial (por encima de ~60 km) . [ 1 ] El manto ascendente y la corteza nueva son más calientes y menos densos que la corteza y el manto circundantes, pero se enfrían y contraen con la edad hasta alcanzar el equilibrio con la corteza más antigua alrededor de los 90 Ma. [ 1 ] [ 2 ] [ 3 ] Esto produce una respuesta isostática que hace que las regiones jóvenes más cercanas al límite de la placa se eleven por encima de las regiones más antiguas y se hundan gradualmente con la edad, produciendo la morfología de la dorsal oceánica. [ 1 ] El mayor calor en la dorsal también debilita la roca más cercana a la superficie, elevando el límite entre la litosfera frágil y la astenosfera más débil y dúctil para crear una característica elevada e inclinada similar debajo de la dorsal. [ 3 ]

Estas elevaciones producen empuje de dorsal; la gravedad que tira hacia abajo de la litosfera en la dorsal oceánica se ve mayormente contrarrestada por la fuerza normal de la roca subyacente, pero el resto actúa para empujar la litosfera hacia abajo por la astenosfera inclinada y lejos de la dorsal. [ 1 ] [ 3 ] Debido a que la astenosfera es débil, el empuje de dorsal y otras fuerzas impulsoras son suficientes para deformarla y permitir que la litosfera se deslice sobre ella, contrarrestada por el arrastre en el límite litosfera-astenosfera y la resistencia a la subducción en los límites de placas convergentes . [ 3 ] El empuje de dorsal es principalmente activo en litosfera más joven que 90 Ma, después de lo cual se ha enfriado lo suficiente como para alcanzar el equilibrio térmico con material más antiguo y la pendiente del límite litosfera-astenosfera se vuelve prácticamente cero. [ 2 ]

Historia

Primeras ideas (1912–1962)

A pesar de su estatus actual como una de las fuerzas impulsoras de la tectónica de placas , el empuje de las dorsales no se incluyó en ninguna de las propuestas de deriva continental de Alfred Wegener de 1912-1930 , que se elaboraron antes del descubrimiento de las dorsales oceánicas y carecían de mecanismos concretos por los cuales el proceso podría haber ocurrido. [ 4 ] [ 5 ] [ 6 ] Incluso después del desarrollo de la sonda acústica de profundidad y el descubrimiento de las dorsales oceánicas globales en la década de 1930, la idea de una fuerza de expansión que actúa en las dorsales no se mencionó en la literatura científica hasta la propuesta de expansión del fondo oceánico de Harry Hess en 1960, que incluía una fuerza de empuje en las dorsales oceánicas como resultado del magma ascendente que separa la litosfera . [ 4 ] [ 7 ] [ 8 ] [ 9 ]

Modelos gravitacionales

En 1964 y 1965, Egon Orowan propuso el primer mecanismo gravitacional para la expansión en las dorsales oceánicas, postulando que la expansión puede derivarse de los principios de la isostasia . En la propuesta de Orowan, la presión dentro e inmediatamente debajo de la dorsal elevada es mayor que la presión en la corteza oceánica a ambos lados debido al mayor peso de la roca suprayacente, lo que fuerza el material lejos de la dorsal, mientras que la menor densidad del material de la dorsal en relación con la corteza circundante compensaría gradualmente el mayor volumen de roca hasta la profundidad de compensación isostática . [ 10 ] [ 11 ] Modelos similares fueron propuestos por Lliboutry en 1969, Parsons y Richer en 1980, y otros. [ 11 ] En 1969, Hales propuso un modelo en el que la litosfera elevada de las dorsales oceánicas se deslizaba por la dorsal elevada, y en 1970 Jacoby propuso que el material menos denso y la isostasia de las propuestas de Orowan y otros producían un levantamiento que resultaba en un deslizamiento similar a la propuesta de Hales. [ 11 ] El término "fuerza de empuje de la dorsal" fue acuñado por Forsyth y Uyeda en 1975. [ 11 ] [ 12 ]

Significado

Los primeros modelos de tectónica de placas , como el modelo de expansión del fondo oceánico de Harry Hess , asumieron que los movimientos de las placas y la actividad de las dorsales oceánicas y las zonas de subducción eran principalmente el resultado de corrientes de convección en el manto que arrastraban la corteza y suministraban magma fresco y caliente en las dorsales oceánicas . [ 4 ] [ 7 ] Desarrollos posteriores de la teoría sugirieron que alguna forma de empuje de la dorsal ayudaba a complementar la convección para mantener las placas en movimiento, pero en la década de 1990, los cálculos indicaron que la fuerza de tracción de la placa , la fuerza que una sección subducida de la placa ejerce sobre la corteza adherida en la superficie, era un orden de magnitud más fuerte que el empuje de la dorsal. [ 1 ] [ 4 ] [ 6 ] [ 10 ] [ 11 ] [ 12 ] A partir de 1996, la fuerza de tracción de la placa se consideró generalmente el mecanismo dominante que impulsaba la tectónica de placas. [ 4 ] [ 6 ] [ 12 ] Sin embargo, la investigación moderna indica que los efectos de la fuerza de arrastre de la placa son en su mayoría anulados por fuerzas resistentes en el manto, limitándolo a solo 2-3 veces la fuerza efectiva de las fuerzas de empuje de la dorsal en la mayoría de las placas, y que la convección del manto es probablemente demasiado lenta para que el arrastre entre la litosfera y la astenosfera explique el movimiento observado de las placas. [ 1 ] [ 4 ] [ 13 ] Esto restablece el empuje de la dorsal como uno de los factores dominantes en el movimiento de las placas.

Fuerzas opuestas

El empuje de la dorsal se ve contrarrestado principalmente por el arrastre de la placa, que es la fuerza de arrastre de la litosfera rígida que se mueve sobre la astenosfera dúctil y más débil . [ 3 ] [ 14 ] Los modelos estiman que el empuje de la dorsal probablemente sea suficiente para superar el arrastre de la placa y mantener el movimiento de la placa en la mayoría de las áreas. [ 14 ] [ 15 ] El arrastre de la placa se ve igualmente contrarrestado por la resistencia a la subducción de la litosfera en el manto en los límites de placas convergentes . [ 3 ] [ 14 ]

Cualificaciones destacadas

La investigación de Rezene Mahatsente indica que las tensiones impulsoras causadas por el empuje de la dorsal se disiparían mediante fallas y terremotos en el material de la placa que contiene grandes cantidades de agua no ligada, pero concluyen que el empuje de la dorsal sigue siendo una fuerza impulsora significativa en las placas existentes debido a la rareza de los terremotos intraplaca en el océano. [ 15 ]

En placas con losas subductoras particularmente pequeñas o jóvenes, el empuje de la dorsal puede ser la fuerza impulsora predominante en el movimiento de la placa. [ 13 ] [ 14 ] Según Stefanick y Jurdy, la fuerza de empuje de la dorsal que actúa sobre la placa sudamericana es aproximadamente 5 veces mayor que las fuerzas de tracción de la losa que actúan en sus márgenes subductores debido al pequeño tamaño de las losas subductoras en los márgenes de Scotia y el Caribe . [ 14 ] La placa de Nazca también experimenta una tracción de losa relativamente pequeña, aproximadamente igual a su empuje de la dorsal, porque el material de la placa es joven (no más de 50 millones de años) y, por lo tanto, menos denso, con menor tendencia a hundirse en el manto. [ 13 ] Esto también hace que la losa subductora de Nazca experimente una subducción de losa plana , uno de los pocos lugares del mundo donde esto ocurre actualmente. [ 16 ]

Referencias

  1. 1 2 3 4 5 6 7 Turcotte, DL; Schubert, G. (2002). "Tectónica de placas". Geodinámica (2.ª  ed.). Cambridge University Press . págs. 1–21 . ISBN  0-521-66186-2.
  2. 1 2 Meijer, PT; Wortel, MJR ; Zoback, Mary Lou (1992). "La dinámica del movimiento de la placa sudamericana". Journal of Geophysical Research: Solid Earth . 97 (B8): 11915– 11931. Bibcode : 1992JGR....9711915M . doi : 10.1029/91JB01123 .
  3. 1 2 3 4 5 6 DiVenere, Vic (21 de mayo de 2017). "Fuerzas impulsoras de los movimientos de las placas" . Universidad de Columbia, Ciencias de la Tierra y del Espacio . Recuperado el 7 de abril de 2018 .
  4. 1 2 3 4 5 6 Earle, Steven (2016). "Tectónica de placas" . Geología física . CreateSpace Independent Publishing Platform. ISBN 9781537068824.
  5. Hughes, Patrick (15 de agosto de 2007). «Wegener, Alfred Lothar (1880-1930)». Enciclopedia científica de Van Nostrand . Hoboken, NJ, EE. UU.: John Wiley & Sons, Inc. doi : 10.1002/0471743984.vse9783 . ISBN 978-0471743989.
  6. 1 2 3 Kious, W. Jacquelyne; Tilling, Robert (1996). Esta Tierra dinámica: La historia de la tectónica de placas . Washington, DC: Oficina de Imprenta del Gobierno de los Estados Unidos. ISBN 0-16-048220-8.
  7. 1 2 Hess, HH (enero de 1962). Estudios petrológicos . EE. UU.: Sociedad Geológica de América. págs. 599–620 . doi : 10.1130/petrologic.1962.599 . ISBN  0813770165.{{cite book}}: Incompatibilidad de ISBN/Fecha ( ayuda )
  8. "Harry Hess 1906-1969" . PBS . 1998. Consultado el 28 de abril de 2018 .
  9. "Hess propone la expansión del fondo marino en 1960" . PBS . 1998. Consultado el 28 de abril de 2018 .
  10. 1 2 Orowan, E. (1964-11-20). "Deriva continental y el origen de las montañas: la deformación por cizallamiento en caliente y la fractura por cizallamiento son factores cruciales en la formación de continentes y montañas". Science . 146 (3647): 1003– 1010. doi : 10.1126/science.146.3647.1003 . ISSN 0036-8075 . PMID 17832393 .  
  11. 1 2 3 4 5 Bott, MHP (1991). "Empuje de la cresta y tensión interna de la placa asociada en regiones normales y de puntos calientes". Tectonophysics . 200 ( 1– 3): 17– 32. Bibcode : 1991Tectp.200...17B . doi : 10.1016/0040-1951(91)90003-b .
  12. 1 2 3 Forsyth, Donald; Uyeda, Seiya (1975-10-01). "Sobre la importancia relativa de las fuerzas impulsoras del movimiento de las placas" . Geophysical Journal International . 43 (1): 163– 200. Bibcode : 1975GeoJ...43..163F . doi : 10.1111/j.1365-246x.1975.tb00631.x . ISSN 0956-540X . 
  13. 1 2 3 Richardson, RM; Cox, BL (1984). "Evolución de la litosfera oceánica: Un estudio de la fuerza impulsora de la placa de Nazca". Journal of Geophysical Research: Solid Earth . 89 (B12): 10043– 10052. Bibcode : 1984JGR....8910043R . doi : 10.1029/JB089iB12p10043 .
  14. 1 2 3 4 5 Stefanick, M; Jurdy, DM (1992). "Observaciones de tensión y modelos de fuerza impulsora para la placa sudamericana". Journal of Geophysical Research: Solid Earth . 97 (B8): 11905– 11913. Bibcode : 1992JGR....9711905S . doi : 10.1029/91JB01798 .
  15. 1 2 Mahatsente, R (2017). "Modelos globales de la fuerza de empuje de la dorsal, el geoide y la resistencia litosférica de las placas oceánicas". Geofísica pura y aplicada . 174 (12): 4395– 4406. Bibcode : 2017PApGe.174.4395M . doi : 10.1007/s00024-017-1647-2 . S2CID 135176611 . 
  16. Gutscher, MA; Spakman, W.; Bijwaard, H.; Engdalh, ER (2000). "Geodinámica de la subducción plana: sismicidad y restricciones tomográficas del margen andino" . Tectonics . 19 (5): 814– 833. Bibcode : 2000Tecto..19..814G . doi : 10.1029/1999TC001152 .