La corteza terrestre está 'goteando' hacia las profundidades del manto justo debajo de los Andes

Conocido como 'goteo litosférico', el proceso, relativamente nuevo, lleva millones de años produciéndose en distintas zonas del planeta, por ejemplo en la meseta central de Anatolia, en Turquía, y en la gran cuenca del oeste de los Estados Unidos. Ahora, los científicos han confirmado que varias regiones de la Cordillera de los Andes se formaron de la misma manera. Los resultados de este trabajo se han publicado en Nature Communications earth & environment.

«Hemos confirmado —explica Julia Andersen, autora principal del estudio— que una deformación en la superficie de un área de la Cordillera de los Andes tiene una gran parte de la litosfera (la corteza terrestre y el manto superior) debajo de la avalancha. Debido a su alta densidad, goteó como jarabe frío o miel más profundamente en el interior del planeta y es probablemente responsable de dos grandes eventos tectónicos en los Andes centrales: el cambio de la topografía de la superficie de la región en cientos de kilómetros y el aplastamiento y estiramiento la propia corteza superficial. En general, los resultados ayudan a definir una nueva clase de placas tectónicas y pueden tener implicaciones para otros planetas terrestres que no tienen placas tectónicas similares a las de la Tierra, como Marte y Venus.

Las regiones geológicas externas de la Tierra se pueden dividir en dos partes: una corteza y un manto superior que forman placas rígidas de roca sólida, la litosfera; y las rocas plásticas más calientes y presurizadas del manto inferior. Las placas litosféricas (o tectónicas) flotan en este manto inferior, y sus corrientes de convección magmática pueden separar las placas para formar océanos; frotarlas unas contra otras para provocar terremotos; y hacer que choque o se deslicen unas debajo de otras, o dejar expuesta una brecha al enorme calor del manto para formar montañas. Pero, como los científicos han comenzado a observar, estas no son las únicas formas en que las cordilleras pueden formarse.

La Meseta Andina Central está formada por las mesetas de la Puna y el Altiplano, una extensión de aproximadamente 1.800 kilómetros de largo y 400 km de ancho que se extiende desde el norte de Perú a través de Bolivia, el suroeste de Chile y el noroeste de Argentina. La meseta fue creada por la subducción, o el deslizamiento debajo, de la placa tectónica de Nazca más pesada, bajo la placa tectónica de América del Sur. Este proceso deformó la corteza sobre ella, empujándola muchos km en el aire para formar montañas.

Pero la subducción es solo la mitad de la historia. Estudios previos también apuntan a características en la Meseta Andina Central que no pueden explicarse por el lento y constante empuje hacia arriba del proceso de subducción. En cambio, parece que partes de los Andes surgieron de pulsos ascendentes repentinos en la corteza a lo largo de la era Cenozoica, el período geológico actual de la Tierra, que comenzó hace aproximadamente 66 millones de años. La meseta de la Puna es también más alta que el Altiplano y alberga centros volcánicos y grandes cuencas como las de Arizaro y Atacama.

Y eso es un indicio de goteo litosférico. Para estar seguros, sin embargo, los científicos necesitaban probar esa hipótesis modelando el suelo de la meseta. Y para hacerlo se valieron de materiales que se pueden encontrar fácilmente en una ferretería.

Así, llenaron un tanque de plexiglás con materiales que simulaban la corteza y el manto de la Tierra. Los investigadores usaron polidimetilsiloxano (PDMS), un polímero de silicio unas 1000 veces más espeso que el jarabe de mesa, para el manto inferior; una mezcla de PDMS y plastilina para el manto superior; y una capa similar a la arena de diminutas esferas de cerámica y esferas de sílice para la corteza.

«Fue como crear y destruir cinturones tectónicos de montaña en una caja de arena, flotando en una piscina de magma simulada, todo bajo condiciones medidas de forma submilimétrica e increíblemente precisas«, dijo Andersen.

Para simular cómo podría 'gotear' en la litosfera de la Tierra, el equipo creó una pequeña inestabilidad de alta densidad justo encima de la capa inferior del manto de su modelo, grabando con tres cámaras de alta resolución cómo se formaba lentamente una gota y luego se prolongó en un largo y lento goteo. «El goteo ocurría durante horas —prosigue la investigadora—, por lo que no se apreciaba mucha diferencia de un minuto a otro. Pero al revisarlo cada pocas horas, vimos claramente el cambio. Solo se requiere paciencia«.

Al comparar las imágenes de la superficie de su modelo con las imágenes aéreas de las características geológicas de los Andes, los investigadores descubrieron una marcada similitud entre ambos, lo que sugiere que los Andes se formaron por goteo litosférico.

«También observamos un acortamiento de la corteza con pliegues en el modelo —añade Andersen— así como depresiones similares a cuencas en la superficie, por lo que estamos seguros de que es muy probable que un goteo sea la causa de las deformaciones observadas en los Andes«.

Según los investigadores su nuevo método no solo proporciona evidencia sólida de cómo se formaron algunas características clave de los Andes, sino que también destaca el papel importante de procesos geológicos distintos de la subducción en la formación de los paisajes de la Tierra. Algo que, por cierto, también puede resultar eficaz para detectar los efectos de otros tipos de goteo subterráneo en otras partes del mundo y en planetas como Marte o Venus.