“Como miel en una cuchara”: corteza terrestre está “goteando” bajo Los Andes

“Reconociendo las enormes escalas de duración y tiempo involucradas en estos procesos (millones de años y cientos de kilómetros), ideamos experimentos de laboratorio tridimensionales innovadores usando materiales como arena, arcilla y silicona para crear modelos a escala análoga de los procesos de goteo” Andersen dijo. “Fue como crear y destruir cinturones tectónicos de montaña en una caja de arena, flotando en una piscina de magma simulada, todo bajo condiciones de medición submilimétricas increíblemente precisas”.

Los modelos se construyeron dentro de un tanque de plexiglás con un conjunto de cámaras colocadas encima y al costado del tanque para capturar cualquier cambio. El tanque se llenó primero con polidimetilsiloxano (PDMS), un fluido de polímero de silicona unas 1000 veces más espeso que el jarabe de mesa, para que sirviera como manto inferior de la Tierra. Luego se reprodujo la sección sólida superior del manto usando una mezcla de PDMS y arcilla para modelar y se colocó en el tanque encima del manto. Finalmente, se colocó encima una capa similar a la arena hecha de una mezcla de esferas de cerámica de precisión y esferas de sílice para que sirviera como corteza terrestre.

Los investigadores activaron el modelo insertando una semilla de alta densidad en el PDMS y la capa de arcilla de modelado, para iniciar un goteo que posteriormente fue empujado hacia abajo por la gravedad. Las cámaras fuera del tanque funcionaban continuamente, capturando una imagen de alta resolución cada minuto más o menos.

“El goteo se produce a lo largo de horas, por lo que no vería que suceda mucho de un minuto a otro”, señaló Andersen. “Pero si revisara cada pocas horas, vería claramente el cambio, solo se necesita paciencia”. El estudio presenta instantáneas cada 10 horas para ilustrar el progreso de la fuga.

Luego, los investigadores compararon el tamaño del goteo y el daño a la corteza de la réplica en intervalos de tiempo seleccionados para ver cómo sus procesos escalados coincidían con los registros sedimentarios de las áreas en cuestión durante millones de años.

“Varios estudios invocan la eliminación de la litosfera para dar cuenta de la deformación generalizada de la superficie no relacionada con la subducción y la evolución de la meseta”, dice el profesor de ciencias de la Tierra. russell pysklywec, coautor del estudio y supervisor de doctorado de Andersen. “Además, el acortamiento de la corteza en el interior de la cuenca de Arizaro está bien documentado por plegamiento y fallas de empuje locales, pero la cuenca no está limitada por los límites conocidos de placas tectónicas, lo que indica que está ocurriendo un proceso geodinámico. más localizado.

Los geocientíficos han utilizado el registro de rocas sedimentarias para rastrear los cambios en la elevación de la superficie de los Andes centrales desde la época del Mioceno, hace unos 18 millones de años. Las imágenes sísmicas proporcionan una imagen remota del interior de la Tierra muy similar a un ultrasonido para un cuerpo humano, iluminando una nueva vista de las estructuras de goteo litosféricas.

“Comparamos los resultados de nuestro modelo con estudios geofísicos y geológicos realizados en los Andes centrales, particularmente en la cuenca de Arizaro, y descubrimos que los cambios en la elevación de la corteza causados ​​por el goteo en nuestros modelos rastrean muy bien los cambios en la elevación en la cuenca de Arizaro”, dijo Andersen. “También observamos un acortamiento de la corteza plegada en el modelo, así como depresiones similares a cuencas en la superficie, por lo que estamos seguros de que es muy probable que el goteo sea la causa de las deformaciones observadas en los Andes”.

Los investigadores sugieren que los hallazgos apuntan a aclarar el vínculo entre los procesos del manto y la tectónica de la corteza, y cómo tales procesos geodinámicos pueden interpretarse con episodios observados o inferidos de remoción litosférica. “Los descubrimientos muestran que la litosfera puede ser más volátil o fluida de lo que pensábamos”, dice Pysklywec.