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En el centro de esta historia se encuentran los cratones, grandes bloques de roca en su mayoría cristalina que normalmente ocupan el interior de los continentes. Son los fragmentos más antiguos de la corteza terrestre, muchos de los cuales se formaron hace más de 2.500 millones de años, durante el eón Arcaico. Gran parte de la corteza terrestre que alguna vez existió ha sido destruida en zonas de subducción, donde una placa tectónica se sumerge debajo de otra en el manto. Los cratones, sin embargo, escaparon a este destino.
Los cratones deben su longevidad a sus raíces o quillas, explica Foster. Los cratones son mucho más gruesos que la corteza continental circundante, con quillas que pueden extenderse cientos de kilómetros hacia el interior del manto. Las quillas son relativamente flotantes, lo que ayuda a mantener los cratones a flote e intactos mientras otras partes de la corteza se subducen.
Pero algo acerca de los cratones ha intrigado a los geólogos durante mucho tiempo. Algunos, como el cratón Kaapvaal en Sudáfrica, están coronados por vastas mesetas bordeadas por espectaculares escarpes. Pero se cree que los cratones son estables y a menudo están ubicados lejos de la actividad tectónica que levanta la tierra en los límites de las placas. Entonces, ¿qué provocó estos estancamientos?
Algunos estudios han sugerido que aparecieron los relieves cuando el cratón pasó sobre una gran columna de material que se elevaba desde las profundidades del manto (SN: 15/03/23). Pero los datos geológicos no parecen respaldar esta explicación, afirma el geólogo Thomas Gernon de la Universidad de Southampton en Inglaterra.
Luego, Gernon y sus colegas utilizaron simulaciones por computadora para seguir la evolución de una falla que se abrió en medio de un continente. Descubrieron que los cambios de presión debajo de la falla activaban circulaciones en el manto, provocando una onda que se propagaba lateralmente debajo de un continente unos 20 kilómetros cada millón de años.
Cuando la ola encontró la quilla de un cratón en la simulación, excoró y llevó material al manto. Esto fue aligerando gradualmente el continente, provocando que la superficie que lo recubría se elevara como un barco despojado de su cargamento. Este levantamiento siguió a ondas del manto que recorrieron cientos de kilómetros a través del cratón, creando una meseta estable de entre uno y dos kilómetros de altura, dice Gernon. Y a medida que estas regiones elevadas fueron erosionadas por el viento y el agua, la superficie se elevó aún más.
coger la ola
Las fisuras continentales pueden provocar ondas en el manto subyacente que elevan la corteza y forman una meseta extendida. Haga clic en la presentación de diapositivas a continuación para ver cómo sucede. En cada ilustración, el continente está dividido en corteza superior, corteza inferior y capas de litosfera continental, así como una capa límite térmica relativamente inestable. Debajo del continente se encuentra la astenosfera, la capa superior dúctil del manto terrestre.
Cómo las ondas del manto sostienen la superficie de la Tierra para formar grandes mesetas
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Cuando una zona de rift (izquierda) comienza a expandirse a través de un continente, comienza a influir en la convección del material en el manto (flechas en la parte inferior izquierda). La actividad volcánica (indicada por la línea vertical roja sobre la grieta) se concentra en gran medida alrededor de la grieta en desarrollo. TM Gernón et al/Naturaleza 2024 -
A medida que avanza la ruptura, el material de la astenosfera se eleva para formar la litosfera oceánica, el fondo del mar. En el manto, una onda de material convectivo (centro inferior) se propaga hacia el exterior desde la ruptura. Esta onda del manto arranca material de la capa límite térmica, una parte relativamente débil de la quilla continental. Esta eliminación de material hace que la superficie suprayacente se levante y también provoca erupciones de kimberlita (líneas rojas), que transportan diamantes a la superficie y se solidifican como tubos de kimberlita. TM Gernón et al/Naturaleza 2024 -
La onda del manto penetra profundamente debajo del continente, y el vulcanismo de kimberlita y levantamiento también migran hacia el interior. En la superficie se ha formado una gran meseta atravesada por chimeneas de kimberlita (líneas rojas). TM Gernón et al/Naturaleza 2024
Los investigadores también vincularon sus simulaciones a datos geológicos. De investigaciones publicadas anteriormente, extrajeron datos geoquímicos de rocas de la meseta del sur de África, que registran la historia térmica de la meseta. Los datos mostraron que las velocidades de enfriamiento más rápidas, un indicador de cuándo las rocas se agitaban más rápidamente, barrieron la plataforma a un ritmo que coincidía con la migración de una ola del manto.
El estudio reúne muchas hipótesis dispares, dice la geofísica Cynthia Ebinger de la Universidad de Tulane en Nueva Orleans. Los científicos ya habían relacionado el rifting con el vulcanismo de kimberlita y demostraron que las quillas de los cratones podían ser excoriadas por el material que circulaba en el manto (SN: 19/09/23). Pero hasta ahora, nadie había conectado estas piezas con la enigmática topografía de los cratones.
«Estos fragmentos arcaicos siguen controlando aspectos de la tectónica de placas», afirma Ebinger. “Esta etapa temprana de la historia de la Tierra sigue siendo muy importante. »
