Las aguas termales revelan dónde chocan las placas continentales bajo el Tíbet

En el ejemplo clásico de formación de montañas, las placas continentales de India y Asia se rompieron, y siguen chocando hoy en día, para formar las estructuras geológicas más grandes y altas del mundo: el Himalaya y la meseta tibetana.

A pesar de la importancia de estas formaciones, que influyen en el clima global a través de la circulación atmosférica y el monzón monzónico, los expertos han propuesto teorías contradictorias sobre cómo ocurre esto. placas tectonicas Debajo de la superficie se creó el icónico coloso. Ahora, usando datos geoquímicos de 225 aguas termalesEn este estudio, los científicos han trazado el límite entre las placas continentales india y asiática, destacando los procesos que ocurren muy por debajo de la superficie. Resultados que tienen implicaciones para composición mineralaparecen en el número actual de procedimientos de la Academia Nacional de Ciencias.

“La principal controversia entre los geólogos es si o no colisión continental «Parece una colisión oceánica», dijo el autor principal del estudio, Simon Klimberer, profesor de geofísica en la Facultad de Ciencias de la Tierra, Energía y Medio Ambiente de la Universidad de Stanford (Stanford Earth). «Debido a que hay tan pocas medidas, la sismología no nos ha dado la respuesta; es por eso que me he acercado a la geoquímica como una forma completamente diferente de medir las cosas».

Klemperer pasó la mayor parte de una década viajando al Tíbet y la India para recolectar muestras para respaldar su teoría de que los químicos que flotan en la superficie pueden usarse para comprender lo que sucede 50 millas más abajo. Él y sus colegas han rastreado manantiales geotérmicos a cientos de millas de distancia a través de montañas y mesetas, a poca distancia de Canadá a México en el oeste de los Estados Unidos.

Utilizando el gas noble helio, que no reacciona con otros productos químicos, los autores del estudio identificaron los manantiales que se originaron en cada placa continental. Se reveló una firma isotópica de helio cuando el gas provenía del manto caliente, la placa asiática, mientras que una firma diferente apuntaba a la placa india más fría. La investigación muestra que la placa fría solo se detecta en el sur, debajo del Himalaya, mientras que en el norte, la India ya no toca el Tíbet por encima de ella: está separada del Tíbet por una cuña de manto caliente. Los resultados indican que la antigua teoría de que la placa india es plana bajo el Tíbet ya no es válida.

«Es sorprendente que ahora tengamos este límite bien definido a solo unos pocos kilómetros de la superficie sobre un límite de placa de 100 kilómetros de profundidad», dijo Klimberer.

Subducción vs colisión

En la subducción oceánica, el material del subsuelo se recicla en el manto de la Tierra a medida que la placa más pesada y más fría se hunde debajo de una placa continental y se hunde. El proceso ocurre en áreas como el Anillo de Fuego, que son conocidas por frecuentes terremotos y volcanes activos.

En la colisión continental, los investigadores plantearon la hipótesis de que la subducción de la corteza oceánica acercó a los dos continentes hasta que chocaron, cerrando la zona de subducción para que se produjera la formación de montañas. Esta evidencia del límite continental debajo del Tíbet presenta la posibilidad de que la corteza continental pueda liberar fluidos y derretirse, tal como lo hace en la subducción oceánica.

«Esto sugiere que no deberíamos considerar la colisión continental y la subducción oceánica como dos cosas diferentes; deberíamos considerarlas como la misma cosa con sabores algo diferentes porque son geométricamente iguales», dijo Klimberer.

cambio tectónico del mar

En la década de 1960, la tectónica de placas revolucionó las ciencias de la Tierra al explicar cómo las placas geológicas se separan y superponen entre sí, lo que provoca la formación de montañas, erupciones volcánicas y terremotos. Pero los investigadores entienden poco acerca de por qué las placas se mueven de la forma en que lo hacen.

Klemperer dijo que los nuevos hallazgos agregan un elemento importante para la comprensión, con implicaciones potenciales sobre lo que controla la convección que impulsa la tectónica de placas. Aunque es una colisión continental, la placa india que se hunde en el manto ayuda a controlar el patrón de convección: cambia la forma en que entendemos cómo se distribuyen y redistribuyen los elementos y los tipos de rocas en la Tierra, dijo.

El estudio se basa en investigaciones previas de Klimberer y colegas. Foto de la zona de colisión del Himalaya Usando datos sísmicos, descubrieron que a medida que la placa tectónica india se mueve desde el sur, la porción más gruesa y fuerte de la placa se hunde debajo de la meseta tibetana y provoca rupturas en la placa india. Esas lágrimas estaban en el mismo lugar donde fluye el helio en las aguas termales.

«Estamos viendo los mismos procesos a través de estos diferentes lentes, y tenemos que descubrir cómo unirlos», agregó Klemperer.

efectos metálicos

Desde que los españoles invadieron América del Sur en busca de oro, las civilizaciones han sabido de ricos yacimientos minerales en lugares como los Andes, que forman parte del Anillo de Fuego. Recientemente, el sur del Tíbet también ha sido reconocido como una provincia rica en minerales, con depósitos de oro, cobre, plomo, zinc y otros depósitos, lo que es difícil de explicar usando solo modelos antiguos de colisión continental.

“Los depósitos más grandes de cobre se encuentran en los granitos que se producen al derretir una cuña de manto caliente; eso no debería suceder en una colisión continental si se parece al modelo anterior, pero sabemos que sucedió porque tenemos todos estos minerales en el Tíbet. ”, dijo Klemperer. «Nuestro trabajo nos informa sobre la tectónica a gran escala de la colisión continental y sugiere que podríamos esperar ver el mismo tipo de depósitos minerales en entornos de colisión continental que en entornos de subducción oceánica».

Como la única colisión continental activa en nuestro planeta, el Himalaya y el Tíbet también brindan una idea de cómo se formaron otras cadenas montañosas en el pasado y podrían formarse en el futuro.

“Australia apenas comienza a chocar con el macizo de Indonesia, esa masa continental”. colisión «Está empezando a suceder”, dijo Klimberer. “El Tíbet es el tipo de ejemplo a resolver y, con suerte, es un modelo en otros lugares de cómo podría suceder eso en la Tierra”.

Tianzhi Liu, quien trabajó en el proyecto como estudiante de doctorado en la Universidad de Stanford, es coautor del estudio. Otros coautores son de la Academia China de Ciencias, la Universidad Estatal de Ohio, la Universidad de Nuevo México y la Institución Scripps de Oceanografía.