Un estudio dirigido por la Universidad Estatal de Colorado sugiere que las respuestas a cómo y por qué se forman las montañas están enterradas más profundamente de lo que se pensaba.
«La construcción de montañas es un proceso fundamental de cómo se comporta la Tierra», dijo Sean Gallen, autor principal y profesor asistente de geociencias de CSU, «y este estudio sugiere que es posible que no entendamos eso tan bien como creíamos».
Gallen y su equipo generaron nuevos conjuntos de datos y técnicas para usar paisajes para reconstruir historias a largo plazo de construcción de montañas en el sur de Italia. Su enfoque novedoso arrojó algunos resultados «confusos», según Gallen.
En las zonas de subducción, como la de Calabria, en el sur de Italia, una placa tectónica se sumerge debajo de otra placa. Se cree que las montañas en estos entornos se formaron a través del desmoronamiento y el engrosamiento de la corteza terrestre.
El equipo combinó mediciones que registraron escalas de tiempo geológicamente cortas y largas, desde miles de años hasta decenas de millones de años. Como una «grabadora geológica» de la historia tectónica, el paisaje llenaba el resto.
«En el sur de Italia, el paisaje en realidad es el puente entre estos diferentes métodos que normalmente usamos», dijo Gallen.
Los parches planos y de gran elevación del paisaje a lo largo del «punta» de la península italiana representan una época en la que la formación de montañas era lenta, y una transición empinada debajo marca una rápida aceleración. Estas pistas en el paisaje permitieron a los investigadores producir un registro continuo a largo plazo de levantamiento de rocas, el registro más largo y completo de su tipo.
«Esperaríamos ver una correlación entre la velocidad a la que la placa se hunde debajo de la otra placa a lo largo del tiempo y nuestro historial de levantamiento de rocas, y no vemos eso», dijo Gallen.
El arrugamiento y engrosamiento de la corteza parece ser secundario a otro proceso en la formación de las montañas de Calabria. Los datos apuntan al descenso de la placa inferior a través del manto terrestre y su alteración del campo de flujo del manto como el factor principal que controla el levantamiento de rocas.
«Los resultados sugieren que la forma típica en que vemos la construcción de montañas no es válida para el sur de Italia», dijo Gallen. «Parece estar controlado por cosas que están mucho más profundamente dentro del sistema de la Tierra. Este comportamiento se ha visto en modelos, pero nunca en la naturaleza. Esta es la primera vez que creemos que lo hemos observado».
Gallen advirtió que se necesitan más datos para confirmar si su interpretación es correcta, pero está respaldada por modelos numéricos existentes. Los científicos han conectado previamente la altura de la montaña con las interacciones de las placas tectónicas dentro del manto que fluye plásticamente de la Tierra, pero esta investigación indica por primera vez que este mecanismo es la fuerza dominante en la formación de montañas en las zonas de subducción.
«Los registros que hemos producido implican que las señales de la tierra profunda parecen dominar lo que sucede en la superficie», dijo Gallen. «He estado trabajando en el Mediterráneo durante 15 años, y este resultado ha cambiado profundamente mi forma de pensar sobre estas zonas de subducción».
Investigación transformadora y transparente
Las nuevas técnicas desarrolladas para este estudio ofrecen un gran avance en la construcción de historias de levantamiento de rocas a largo plazo.
El equipo creó un marco unificado basado en una colección de medidas geomorfológicas estándar: termocronología, nucleidos cosmogénicos, perfiles de lecho rocoso de ríos y el registro de niveles del mar pasados encontrados en terrazas marinas. El enfoque novedoso se remonta más atrás en el tiempo que otros métodos y utiliza diferentes conjuntos de datos para restringir el modelado de una manera única.
El método se aplica mejor a los sistemas activos, donde el paisaje moderno ofrece pistas sobre su historia. Cuanto más atrás en el tiempo geológico estuvo activo un sistema, más difícil es reconstruir su historia con confianza.
Software desarrollado para el estudio, publicado en Geociencia de la naturaleza, está disponible gratuitamente para que otros investigadores lo utilicen. Gallen espera que las nuevas técnicas estimulen la investigación y los descubrimientos en otras áreas.
Los coautores del estudio son Nikki M. Seymour, Christoph Glotzbach, Daniel F. Stockli y Paul O’Sullivan. El Departamento de Geociencias está en el Colegio Warner de Recursos Naturales.
