El modelo geodinámico de flujo del manto explica la deformación del bloque de la corteza continental en el norte de China

Los cratones son formaciones geológicas fascinantes pero enigmáticas. Los cratones, conocidos por ser porciones relativamente estables de la corteza continental de la Tierra, se han mantenido prácticamente sin cambios durante miles de millones de años. Aunque los cratones han sobrevivido a muchos eventos geológicos, algunos están experimentando una decratonización, un proceso caracterizado por su deformación y eventual destrucción.

Por ejemplo, se sabe que el Cratón del Norte de China (NCC), un antiguo bloque de la corteza continental, comenzó una extensa decratonización durante la era Mesozoica, en gran parte debido a modificaciones tectónicas y geoquímicas y a la desestabilización de su base (o «quilla»). Sin embargo, explicar los mecanismos detrás de estas complejas transformaciones geológicas ha resultado difícil con las técnicas existentes y la comprensión actual.

En un estudio reciente publicado en Naturaleza Geocienciaun equipo de investigación dirigido por el profesor Shaofeng Liu de la Universidad de Geociencias de China (Beijing) abordó con éxito esta brecha de conocimiento mediante el desarrollo de un modelo computacional respaldado por extensos datos geológicos, geofísicos y geoquímicos empíricos que explican la desconcertante deformación del NCC.

En concreto, el modelo desarrollado se centra en la subducción de la placa de Izanagi debajo de la placa euroasiática, donde se encuentra el NCC, como razón subyacente a la decratonización observada.

Los investigadores compararon varias posibles geometrías de placas subducidas utilizando evidencia de sismicidad sísmica y estratigrafía de cuencas para limitar las posibles reconstrucciones. Finalmente, utilizando su modelo geodinámico de flujo del manto, simularon todo el alcance del proceso de subducción y validaron las predicciones empíricamente.

Su análisis explica la decratonización del NCC en tres fases. Primero, la placa de Izanagi experimentó una subducción inicial y se deslizó debajo de la placa euroasiática. Sin embargo, en lugar de progresar hacia abajo, la placa de Izanagi se aplanó y comenzó a moverse paralela a la placa euroasiática, en un proceso llamado subducción de losa plana. Los fluidos de la placa subducida alteraron la quilla superior del NCC, iniciando su destrucción. Además, las fuerzas de compresión provocaron otras deformaciones, como empujes, engrosamiento del cratón y levantamiento de la superficie.

Curiosamente, se produjo entonces un proceso de retroceso, como resultado del cual la placa subducida volvió a inclinarse y progresó más profundamente por debajo de la placa euroasiática, alcanzando la interfaz del manto superior e inferior y sufriendo una subducción horizontal hacia la zona de transición del manto. Este retroceso provocó una deformación extensional, lo que resultó en un adelgazamiento de la litosfera y la formación de cuencas de rift con descensos topográficos superficiales en el cratón.

Además, se desarrolló una gran región de material del manto superior, conocida como «gran cuña del manto», entre la losa que avanzaba y el cratón, lo que provocó una convección que puede inducir un intenso metasomatismo y fusión parcial junto con calentamiento y erosión en la base del subsuelo. -cratón, así como magmatismo.

El profesor Liu dice: «Desarrollamos con éxito un nuevo modelo de flujo del manto que incorpora subducción de losa plana y de retroceso, que se alinea con la evolución geológica de la superficie y la estructura actual de losa del manto.

«Curiosamente, nuestro modelo validado puede describir eficazmente la dinámica espacio-temporal y la respuesta topográfica de la subducción de la losa del manto a lo largo del tiempo».

Dado que los cratones contienen depósitos de minerales y elementos de tierras raras con inmenso valor para aplicaciones tecnológicas, comprender el ciclo de vida de los cratones es importante tanto desde un punto de vista académico como práctico. A partir de estos conocimientos, se espera que futuras investigaciones sobre la historia geológica de nuestro planeta nos lleven a una comprensión más profunda de procesos geológicos como la decratonización, revelando caminos hacia un futuro más sostenible.