
La fosa de Tonga es una fosa oceánica ubicada en el suroeste del océano Pacífico . Es la fosa más profunda del hemisferio sur y la segunda más profunda de la Tierra, después de la fosa de las Marianas . En esta zona se produce la mayor velocidad de tectónica de placas de la Tierra, debido a la subducción de la placa del Pacífico hacia el oeste.
Horizonte Profundo

El punto más profundo de la Fosa de Tonga, la Fosa Horizonte, ubicada en 23°15′30″S 174°43′36″W / 23.25833°S 174.726667°W / -23.25833; -174.726667 , tiene una profundidad de 10.800 ± 10 m (35.433 ± 33 pies) , lo que la convierte en el punto más profundo del hemisferio sur y el segundo más profundo de la Tierra después de la Fosa Challenger en la Fosa de las Marianas . Recibe su nombre del buque de investigación Horizon de la Institución Scripps de Oceanografía , cuya tripulación descubrió la fosa en diciembre de 1952. [ 2 ]
Como una de las fosas hadales más profundas , el sedimento de la Fosa Horizon alberga una comunidad de nematodos . Un estudio de 2016 encontró que la abundancia de individuos en esta comunidad es seis veces mayor que en un sitio en el borde de la fosa a aproximadamente 6250 m (20 510 pies) cerca de la fosa y que la diferencia en biomasa entre estas ubicaciones es aún mayor. La diversidad de especies, por otro lado, es el doble en la pendiente de la fosa, probablemente debido a un pequeño número de especies oportunistas en la fosa. [ 3 ] Las cifras de abundancia y biomasa son similares para las profundidades de la Fosa de las Marianas, pero considerablemente menores en la Fosa Perú-Chile . [ 4 ]
Descenso tripulado

La fosa de Tonga y el área de operaciones fueron exploradas por el buque de apoyo, el Deep Submersible Support Vessel DSSV Pressure Drop , con un sistema de ecosonda multihaz Kongsberg SIMRAD EM124. Los datos recopilados serán donados a la iniciativa GEBCO Seabed 2030. [ 5 ] [ 6 ] La inmersión formó parte de la Expedición Five Deeps . [ 7 ] El objetivo de esta expedición es cartografiar y visitar exhaustivamente los puntos más profundos de los cinco océanos del mundo para finales de septiembre de 2019. [ 7 ]
El 10 de junio de 2019, Victor Vescovo visitó Horizon Deep en el primer descenso tripulado hasta su fondo a bordo del vehículo de inmersión profunda DSV Limiting Factor , un sumergible modelo Triton 36000/2. Se obtuvo una profundidad de 10.823 m (35.509 pies) ± 10 m (33 pies) mediante mediciones directas de presión con CTD , lo que confirma su estatus como el segundo punto más profundo del planeta y el más profundo del hemisferio sur. [ 8 ]
Geología
Sistema de arco Tonga-Kermadec
La región comprendida entre la fosa de Tonga y la cuenca de trasarco de Lau , la dorsal Tonga-Kermadec , se mueve independientemente de las placas australiana y del Pacífico y se subdivide en varias placas pequeñas: Tonga , Kermadec y Niuafo'ou . La placa de Tonga se encuentra frente a la fosa de Tonga. [ 9 ]
El sistema de arco de la fosa de Tonga es un margen convergente no acrecional dominado por la extensión. La placa del Pacífico se subduce hacia el oeste en la fosa. La tasa de convergencia se ha estimado en 15 cm/año (5,9 pulg /año) , pero las mediciones GPS en la fosa norte indican una tasa de convergencia de 24 cm/año (9,4 pulg /año) allí. [ 10 ] Esta es la velocidad de placa más rápida en la Tierra, lo que resulta en la zona de sismicidad del manto más activa de la Tierra . [ 11 ] Las tasas de subducción disminuyen hacia el sur a lo largo del arco Tonga-Kermadec, de 24 cm/año (9,4 pulg /año) en el norte a 6 cm/año (2,4 pulg /año) en el sur y también se vuelven más oblicuas hacia el sur. La alta tasa en la fosa de Tonga se debe en gran medida a una reducción en la extensión en la cuenca de Lau. [ 12 ] La extensión cortical en la dorsal de Lau-Colville del Mioceno comenzó hace 6 Ma, lo que dio inicio a la apertura de la cuenca de Lau - fosa de Havre . Esta extensión se ha propagado hacia el sur desde entonces y se ha desarrollado en un centro de expansión en la cuenca de Lau frente a la fosa de Tonga. De esta manera, se produce nueva corteza frente a las fosas de Tonga-Kermadec, mientras que la corteza antigua se consume detrás de ellas en la fosa de Tonga. [ 13 ]
avalancha de placa del Pacífico
Si bien la mayoría de los grandes terremotos ocurren en la zona de contacto entre ambas placas tectónicas, debido a la fricción durante la subducción, otros se producen en la placa del Pacífico debido a su flexión. [ 14 ] La corteza del Pacífico que desciende hacia la fosa es antigua, de 100 a 140 Ma, y relativamente fría, por lo que puede almacenar mucha energía elástica. A medida que penetra profundamente en el manto, a más de 600 km (370 mi) , y encuentra barreras, se deforma, lo que produce terremotos profundos del manto. [ 15 ]
Aproximadamente a 500 km (310 millas) bajo la cuenca del norte de Fiji , un segmento desprendido de la placa australiana subducida colisionó con la placa del Pacífico subducida, lo que produjo numerosos terremotos de gran magnitud. La placa del Pacífico subducida también se deforma durante la colisión, ya que ambas placas se asientan sobre la discontinuidad de 660 km . Esta colisión de placas probablemente ocurrió hace entre 5 y 4 millones de años, cuando la cuenca de Lau comenzó a abrirse. [ 16 ]
Las fosas oceánicas son lugares importantes para la formación de lo que se convertirá en corteza continental y para el reciclaje de material de vuelta al manto . A lo largo de la fosa de Tonga, los fundidos derivados del manto se transfieren a los sistemas de arcos insulares, y se acumulan sedimentos oceánicos abisales y fragmentos de corteza oceánica. [ 10 ]
Transición entre la fosa de Tonga y la cuenca de Lau

El extremo norte de la fosa de Tonga (a 15°10'S) probablemente está vinculado a la zona de fractura de Fiji , que se extiende de este a oeste al norte de Fiji, pero la fosa termina en una transición compleja de subducción a un movimiento de deslizamiento horizontal y los patrones de sismicidad indican la presencia de una zona de transición de aproximadamente 100 km de ancho (62 mi) en lugar de una simple falla transformante . En o cerca de esta zona hay una triple unión de cresta-cresta-cresta ( 15°37′S 174°52′W / 15.617°S 174.867°W / -15.617; -174.867 ), conocida como la triple unión de King o Mangatolu (MTJ), caracterizada por deformación y vulcanismo reciente e intenso (véase, por ejemplo, Home Reef ). El arco volcánico de Tofua en la parte norte de la dorsal de Tonga se extiende a menos de 40 km (25 mi) del extremo norte de la fosa. [ 17 ]
Justo al norte de la MTJ se encuentra el Centro de Expansión de Lau Nororiental (NELSC), que se extiende de sur a norte e intercepta el extremo norte de la Fosa de Tonga y es uno de los tres principales centros de expansión en la cuenca norte de Lau (junto con el Centro de Expansión de Futuna y el Centro de Expansión de Lau Noroccidental). La tasa máxima de expansión en el NELSC es de 94 mm/a (3,7 pulg /año) , pero la expansión disminuye a cero en ambos extremos del centro de expansión. Sin embargo, la tasa total de expansión entre las placas de Tonga y Australia es de 157 mm/a (6,2 pulg/año) , por lo que deben existir microplacas y/o zonas de deformación adicionales. El NELSC probablemente recibe aportes magmáticos del punto caliente de Samoa . [ 18 ] El NELSC tiene una morfología similar a la de las dorsales de expansión lenta, con muchos tramos de dorsales y valles muy juntos. En el punto donde se encuentra con la fosa, se está desarrollando un límite de dorsal-transformante-transformante entre la dorsal de Tonga, la placa del Pacífico y la placa australiana. [ 17 ]
Al noreste de la curva de 60° en la fosa de Tonga, el lecho marino del Pacífico está lleno de lineaciones paralelas. Estas se han interpretado como restos de un centro de expansión extinto, con orientación este-oeste, en la placa del Pacífico, mucho más antiguo que la fosa de Tonga. [ 17 ]
Colisión en la cadena de montes submarinos de Louisville
En su extremo sur ( c. 26°S ) la fosa de Tonga está colisionando con la cadena de montes submarinos de Louisville , una cadena de guyots y montes submarinos en la placa del Pacífico aproximadamente paralela a la cadena de montes submarinos Hawái-Emperador en el Pacífico norte. La zona de colisión de Louisville migra hacia el sur a una tasa de 18 cm/año (7,1 pulg /año) debido a la diferencia en el ángulo oblicuo entre la dorsal de Louisville con respecto a la dirección de convergencia. En la cuenca oriental de Lau, los centros de expansión se propagan hacia el sur aproximadamente a la misma tasa. La zona de colisión también desplaza la fosa de Tonga hacia el noroeste con respecto a la fosa de Kermadec en aproximadamente 50 km (31 mi) . [ 10 ] La dorsal de Louisville en subducción ha causado una cantidad significativa de erosión en el borde exterior del antearco sur de Tonga y probablemente ha acelerado la subsidencia en la fosa de Tonga, un proceso que hace que la fosa de Tonga sea la segunda fosa más profunda de la Tierra y considerablemente más profunda que la fosa de Kermadec. [ 19 ]
El monte submarino Osbourn , el más antiguo y occidental de los montes submarinos de Louisville , se encuentra al borde de la fosa y su antigua cima plana se inclina actualmente hacia ella. [ 20 ] Al oeste del monte submarino Osbourn, una amplia zona de bloques fallados reduce la profundidad de la fosa en 3000 m (9800 pies), mientras que el antearco adyacente se eleva unos 300 m (980 pies) y está cubierto de cañones . [ 21 ]
La zona de colisión de Louisville se correlaciona con una zona de quietud sísmica a lo largo de la fosa Tonga-Kermadec conocida como la "brecha de Louisville". Esta brecha en la sismicidad indica que los montes submarinos en subducción inhiben o incluso impiden la sismicidad en las zonas de subducción, quizás al aumentar los intervalos entre terremotos, pero el mecanismo detrás de este proceso no se comprende bien. [ 22 ]
La evidencia geoquímica sugiere que la cadena de Louisville ha estado subduciendo bajo el arco Tonga-Kermadec desde hace 4 millones de años. Los estudios sísmicos han identificado un flujo del manto hacia el sur, a lo largo del arco, que indica que el manto del Pacífico está siendo reemplazado por el manto indo-australiano al oeste de la fosa de Tonga. [ 23 ]
Cuenca de Osbourn
La fosa de Osbourn, ubicada a 25,5°S justo al norte de la zona de colisión de la dorsal de Louisville, es una dorsal extinta de 900 km (560 mi) de longitud situada a medio camino entre dos grandes mesetas oceánicas al norte y al sur de la fosa de Tonga, respectivamente: Manihiki, a 1750 km (1090 mi) al norte, e Hikurangi, a 1550 km (960 mi) al sur. Estas mesetas formaron parte de la gran provincia ígnea (LIP) de Ontong Java -Manihiki-Hikurangi , de 100 × 10⁶ km³ (3,5 × 10¹⁸ pies cúbicos ) . La expansión entre las mesetas cesó cuando Hikurangi colisionó con la elevación de Chatham, al este de Nueva Zelanda, lo que se estimó que ocurrió hace 86 Ma, [ 24 ] aunque podría ser tan reciente como hace 79 Ma. [ 25 ] El extremo occidental de la fosa de Osbourn está delimitado por la fosa de Tonga y el oriental por el escarpe Wishbone-Manihiki Oriental . Entre ambos extremos, la fosa de Osbourn se divide en tres segmentos separados por desplazamientos dextrales. Cerca de la fosa de Tonga, la batimetría de estas estructuras se ve afectada por la rotación de la placa del Pacífico. [ 26 ]
Monte submarino Capricornio
El monte submarino Capricornio es un guyot situado en la pared oriental de la fosa de Tonga septentrional (véase el mapa superior). Es un guyot de gran tamaño, con 100 km (62 mi) de ancho en su base y una pequeña parte de su cima arrecifal o lagunar que alcanza los 440 m (1440 pies) por debajo del nivel del mar. La flexión de la placa del Pacífico en la fosa de Tonga la está dividiendo actualmente como una hogaza de pan: dentro del guyot se está desarrollando un sistema de horst y graben con orientación norte-sur, paralelo a la fosa; la pendiente occidental del guyot ha alcanzado la fosa de 9000 m (30 000 pies) de profundidad y ha comenzado a llenarla; la cima del guyot está inclinada 1,7° hacia la fosa y su centro se encuentra a tan solo 45 km (28 mi) del eje de la fosa. [ 27 ] Se espera que el monte submarino Capricornio sea completamente engullido por la fosa en un plazo de 500 000 años. [ 28 ]
Apolo 13
Cuando la misión Apolo 13 fue abortada en 1970 tras una explosión en un tanque de oxígeno, tuvo que traer de vuelta a la Tierra el Módulo Lunar completo . Al desprenderse el LEM antes de la reentrada, su generador termoeléctrico de radioisótopos se desintegró en la atmósfera, y la fuente de calor cayó en una zona del Océano Pacífico que se encuentra dentro o cerca de la Fosa de Tonga. Sin embargo, debido a la carcasa protectora, no se pudo detectar ninguna liberación de 238Pu ( con una vida media de 87,7 años) , utilizado como fuente de calor en el generador termoeléctrico, mediante el monitoreo atmosférico y oceánico. [ 29 ]
Véase también
Referencias
Notas
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22°S 174°O / 22°S 174°O / -22; -174