Una amplia masa de roca inusualmente cálida ubicada muy por debajo de los Montes Apalaches en los Estados Unidos puede estar relacionada con la separación de Groenlandia y América del Norte hace 80 millones de años, según nuevos hallazgos de investigadores de la Universidad de Southampton.
El equipo sostiene que esta fuente profunda de calor no es un rasgo residual de cuando América del Norte se separó del noroeste de África hace 180 millones de años, lo que había sido durante mucho tiempo la opinión predominante.
Esta región de material caliente, conocida como Anomalía de los Apalaches del Norte (NAA), se extiende por aproximadamente 350 kilómetros y se encuentra a unos 200 kilómetros debajo de Nueva Inglaterra.
Un origen profundo lejos de la ubicación actual
El estudio, publicado en la revista Geologíasugiere que la NAA se formó originalmente a unos 1.800 km de distancia, cerca del mar de Labrador, donde la corteza comenzó a dividirse entre Canadá y Groenlandia. Durante decenas de millones de años, esta bolsa de roca cálida e inestable migró lentamente hasta su posición actual a un ritmo de unos 20 kilómetros por millón de años.
Al proyecto contribuyeron investigadores de la Universidad de Southampton, el Centro Helmholtz de Geociencias de Potsdam (GFZ) y la Universidad de Florencia.
Tom Gernon, autor principal y profesor de Ciencias de la Tierra en la Universidad de Southampton, dijo: «Este afloramiento térmico ha sido durante mucho tiempo una característica desconcertante de la geología de América del Norte. Se encuentra debajo de una parte del continente que ha estado tectónicamente tranquilo durante 180 millones de años, por lo que la idea de que era sólo un resto de cuando la masa terrestre se rompió nunca se acumuló del todo.
«Nuestra investigación sugiere que es parte de un proceso mucho más grande y de movimiento lento en las profundidades subterráneas que potencialmente podría ayudar a explicar por qué cadenas montañosas como los Apalaches todavía están en pie. El calor en la base de un continente puede debilitar y eliminar parte de su densa raíz, haciendo que el continente sea más liviano y más flotante, como un globo aerostático que se eleva después de dejar caer su lastre. Esto habría causado que las antiguas montañas se elevaran aún más en los últimos millones de años».
Presentamos el concepto de ‘onda del manto’
Los científicos basaron su análisis en un marco teórico que propusieron recientemente llamado teoría de la «onda del manto», que fue nombrado finalista del premio Avance del año 2024 de la revista Science.
Esta idea describe cómo las rocas densas y calientes se desprenden gradualmente de la base de las placas tectónicas después de que los continentes se dividen, comportándose como burbujas que suben y bajan en una lámpara de lava. Estas ondas de movimiento lento pueden viajar a lo largo de la parte inferior de los continentes durante decenas de millones de años y ayudar a explicar erupciones volcánicas poco comunes que sacan diamantes a la superficie, así como terrenos elevados lejos de los límites de las placas.
Combinando modelos informáticos geodinámicos, tomografía sísmica (similar a una ecografía médica pero que utiliza ondas sísmicas para ver el interior de la Tierra) y reconstrucciones de posiciones pasadas de placas, los investigadores rastrearon la NAA hasta el período en que se abrió el Mar de Labrador y Groenlandia se separó de Canadá hace 90 a 80 millones de años.
Rock ‘Gotea’ moviéndose lentamente bajo el continente
El profesor Sascha Brune, coautor del estudio y jefe de la Sección de Modelado Geodinámico de GFZ, explicó: «Estas inestabilidades convectivas hacen que trozos de roca, de varias decenas de kilómetros de espesor, se hunda lentamente desde la base de la capa exterior de la Tierra conocida como litosfera. A medida que la litosfera se adelgaza, el material más caliente del manto se eleva para ocupar su lugar, creando una región cálida conocida como anomalía térmica.
«Nuestra investigación anterior muestra que estas ‘gotas’ de roca pueden formarse en serie, como piedras de dominó cuando caen una tras otra, y migrar secuencialmente con el tiempo. La característica que vemos debajo de Nueva Inglaterra es muy probablemente una de estas gotas, que se originó lejos de donde se encuentra ahora».
Según los cálculos del equipo, la NAA parece moverse hacia el suroeste a través de la litosfera de América del Norte a unos 20 kilómetros por millón de años. Su tamaño y profundidad actuales, de aproximadamente 350 km de ancho, se alinean bien con las predicciones para estas inestabilidades del manto de movimiento lento. Los investigadores estiman que el centro de la anomalía podría pasar por debajo de la región de Nueva York dentro de unos 15 millones de años.
Una contraparte de Groenlandia
El estudio también propone que existe una anomalía cálida similar debajo del centro-norte de Groenlandia. Esta característica puede compartir el mismo origen que la NAA y podría ser su contraparte geológica, ya que se formó en el lado opuesto del Mar de Labrador durante la ruptura.
Debajo de Groenlandia, esta profunda fuente de calor aumenta la temperatura en el fondo de la gruesa capa de hielo, lo que influye en cómo el hielo fluye y se derrite hoy. Como señaló el profesor Gernon, «las antiguas anomalías térmicas siguen desempeñando un papel clave en la configuración de la dinámica de las capas de hielo continentales desde abajo».
Procesos de larga duración que dan forma a los continentes
El Dr. Derek Keir, coautor del estudio y especialista en tectónica de la Universidad de Southampton y la Universidad de Florencia, dijo: «La idea de que la ruptura de continentes puede causar gotas y células de roca caliente circulante en profundidad que se extienden miles de kilómetros tierra adentro nos hace repensar lo que sabemos sobre los bordes de los continentes tanto hoy como en el pasado profundo de la Tierra».
Los resultados respaldan trabajos anteriores que muestran que los procesos profundos de la Tierra pueden continuar mucho después de que la actividad en la superficie se haya calmado. Estas inestabilidades persistentes pueden afectar todo, desde la elevación y la erosión hasta los patrones volcánicos del interior, incluso en regiones consideradas geológicamente estables.
El profesor Gernon añadió: «Aunque la superficie muestra pocos signos de tectónica en curso, en lo profundo, las consecuencias de la antigua ruptura todavía se están manifestando. El legado de la ruptura continental en otras partes del sistema terrestre bien puede ser mucho más generalizado y duradero de lo que pensábamos anteriormente».
