La deriva continental es un concepto familiar para muchos, que hace referencia al movimiento de los continentes de la Tierra debido al desplazamiento de las placas tectónicas durante millones de años, dividiendo un supercontinente que abarca todo el mundo en la configuración que vemos hoy.
por Hannah Bird, Phys.org
Paralelamente, ha habido movimientos de masas terrestres más pequeños que han abierto vías marítimas, afectando los patrones de circulación oceánica y el clima.
Uno de esos sucesos durante el Paleógeno (hace 66 a ~23 millones de años, Ma) condujo a una conexión oceánica desde el océano Neotethys, situado al norte de la India y Australia, con el océano Ártico polar. Esta importante vía marítima poco profunda se conoce como la vía marítima de Siberia Occidental.
Los mecanismos por los cuales se formó esta vía marítima son el foco de una nueva investigación, publicada en Earth and Planetary Science Letters . El Dr. Eivind Straume, del Centro de Investigación Noruego AS NORCE y el Centro Bjerknes para la Investigación del Clima, Noruega, y sus colegas recurrieron a la influencia del manto de la Tierra para investigar cómo su flujo y sus fuerzas resultantes en la topografía superficial (conocida como topografía dinámica) impactaban la vía marítima. evolución y las implicaciones paleoambientales de esto.
Crédito: Dr. Straume
El Dr. Straume explica la importancia de este proyecto y lo que inicialmente despertó el interés del equipo en la conexión: «Estoy interesado en el vínculo entre la evolución topográfica y los cambios climáticos , especialmente las consecuencias de la apertura y cierre de puertas oceánicas estratégicas.
«Explorar el vínculo con la Tierra profunda, que hacemos aquí, es quizás lo que más me intrigó de este proyecto. Destaca cómo algunas de las interacciones postuladas entre el interior de la Tierra, la superficie sólida y el océano/atmósfera son cada vez más accesibles a los análisis cuantitativos. exploración.
«Los hallazgos de este artículo muestran que la dinámica del interior de la Tierra podría haber influido en la elevación de la superficie en lugares donde probablemente contribuyó a cambios en la circulación oceánica, la biogeografía y el clima. Los cambios pasados en la topografía y los mecanismos que causan tales cambios son importante para comprender los cambios climáticos en escalas de tiempo geológico (durante millones de años)».
Para ello, el Dr. Straume digitalizó mapas paleogeográficos y otros datos disponibles de Eurasia, Arabia y el norte de África para generar modelos de elevación digitales de topografía pasada, comparándolos con nuevos modelos de formación de topografía dinámica durante el mismo intervalo de tiempo. Además, el equipo ingresó datos sedimentológicos de campo para limitar los límites de la vía marítima de Siberia Occidental, así como datos biológicos para indicar la migración de especies a través de masas terrestres, lo que indica cuándo la vía marítima estaba abierta o cerrada.
Al explorar el proceso con más detalle, el Dr. Straume revela cómo el equipo pudo reconstruir la topografía en escalas de tiempo geológicas: «Los mapas se digitalizan por separado para cada una de las placas tectónicas en las que nos centramos en este estudio, basándose en mapas tectono-sedimentarios-palinspásticos. y otros datos disponibles.
«Los contornos de cada unidad geológica se dibujaron manualmente, creando polígonos individuales para cada unidad para cada segmento de tiempo geológico. Posteriormente, asignamos elevaciones a las unidades, las fusionamos en una cuadrícula que abarca la región de interés y modelamos los cambios entre tiempos. donde no tenemos datos. Los mapas son relativamente precisos en escalas más grandes, sin embargo, existen incertidumbres considerables a nivel regional tanto en el tiempo como en el espacio que intentamos minimizar considerando también otros datos y el entorno tectónico y geodinámico».
Las reconstrucciones muestran que Eurasia estuvo cubierta por una vía marítima poco profunda en el Eoceno (56–33,9 Ma), mientras que Arabia también fue inundada por un mar epicontinental (interior) en este momento hasta que emergió y se volvió terrestre en el Mioceno tardío (~11,6 Ma). La colisión de Eurasia y Arabia finalmente condujo al cierre de la vía marítima de Tetis ~20 Ma, un pasaje profundo que unía los océanos Atlántico e Indo-Pacífico. Los patrones modernos de circulación oceánica se derivan de este cierre, que afecta la transferencia de calor, nutrientes y masas de agua dentro y a través de las cuencas oceánicas desde el ecuador hasta los polos.
«El cierre de la vía marítima de Tetis fue importante para la circulación oceánica en el sentido de que limitó el transporte desde el océano Índico al Atlántico, lo que podría influir en la fuerza de la circulación meridional del Atlántico y, por lo tanto, afectar el clima a nivel mundial», dice el Dr. Straume.
«Si no se hubiera cerrado, el vuelco en el Atlántico podría haber sido más débil de lo que es hoy. Además, probablemente tuvo algún impacto en el desarrollo de los monzones asiáticos modernos. El cierre también formó un puente terrestre que los mamíferos cruzaron, jugando un papel en su dispersión biogeográfica por el norte de África, Arabia y Eurasia».
El Dr. Straume y sus colegas investigaron el papel de la convección del manto para explicar estos cambios utilizando mediciones actuales de tomografía sísmica (obtención de imágenes del interior de la Tierra utilizando ondas sísmicas de terremotos y explosiones) y velocidades de los movimientos de las placas litosféricas. Luego se utilizaron para «trabajar hacia atrás» y determinar anomalías de densidad en el manto a lo largo del tiempo, lo que podría vincularse a la topografía dinámica.
El equipo de investigación sugiere que existe un buen nivel de confianza para las reconstrucciones del manto durante el Cenozoico, pero este disminuye en el tiempo geológico y, por lo tanto, limita el uso de esta técnica más allá del eón Fanerozoico y más allá.
El Dr. Straume sugiere: «El nivel de confianza para las reconstrucciones del manto y la topografía paleodinámica correspondiente disminuye rápidamente en el tiempo. Es difícil proporcionar una medida cuantitativa de esta incertidumbre, pero en general cualquier valor anterior a ~60 Ma no es muy confiable. «La densidad del manto se vuelve más estratificada y la velocidad del flujo disminuye más en el tiempo. Además, las regiones que hoy experimentan afloramientos/penachos de manto activos pueden volverse poco confiables antes porque la advección hacia atrás no tiene en cuenta cuánto tiempo ha estado activa».
Sin embargo, los científicos encontraron una clara correlación entre los eventos topográficos dinámicos y los cambios paleogeográficos en la vía marítima de Siberia Occidental, así como en Eurasia, con anomalías topográficas paleodinámicas negativas en comparación con las topografías dinámicas modernas.
Según el modelo, el mar euroasiático de Siberia Occidental estuvo hasta 800 m más bajo durante el Eoceno que en la actualidad. Esto indica el papel que puede haber desempeñado la convección del manto en la transformación de los paisajes marinos y terrestres de la Tierra, con afloramientos debajo de Eurasia y subducción debajo del Mar de Tetis. Exploraron más a fondo el papel de la eustacia, el cambio del nivel del mar debido al levantamiento o hundimiento de la tierra, para explicar la apertura de la vía marítima de Siberia Occidental, pero determinaron que esto no podría haber actuado por sí solo para producir la vía marítima.
Comprender la apertura y el cierre de antiguas vías marítimas es importante debido a las implicaciones para la oceanografía y la dispersión biogeográfica de organismos tanto en el océano como a través de masas terrestres.
Los cambios en los patrones de circulación oceánica pueden haber tenido consecuencias significativas para el transporte de calor desde los trópicos a los polos durante uno de los períodos más cálidos de los últimos 66 millones de años, el Máximo Térmico del Paleoceno-Eoceno, y una vía marítima abierta en Siberia Occidental podría haber contribuido a este transporte de calor en ese momento.
Más información: Eivind O. Straume et al, Impacto de la convección del manto y la topografía dinámica en la paleogeografía cenozoica de Eurasia central y la vía marítima de Siberia Occidental, Earth and Planetary Science Letters (2024). DOI: 10.1016/j.epsl.2024.118615
