Locos por la Geología

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Esta canción fue escrita por Dewey Moore, y la cantó en el funeral de su abuelo. Escúchenla porque vale la pena.

En este momento en que guardarse en casa- obligatoria o voluntariamente- es la mejor de las estrategias, por lo menos por algún tiempo más, hasta sentirnos más tranquilos respecto a la situación real, aprovechar la invitación a visitar virtualmente los museos del mundo, parece más que apropiado.

Hoy, siguiendo este link, pueden conocer el Museo de Historia Natural de Nueva York. No desaprovechen la oportunidad.

La semana pasada subí uno de los lugares del mundo cuya geología vale la pena conocer, y que he tenido la fortuna de recorrer. Esta semana, presento uno de los lugares que todavía no conozco más que teóricamente, pero que está en mis planes visitar en algún momento.

Desde luego, como este post es para personas no versadas en la ciencia geológica, será una síntesis muy apretada, pero Hawaii será también motivo de muchos otros posts para algunos de sus rasgos particulares porque realmente lo amerita.

¿Dónde queda la Isla, o mejor dicho, el estado de Hawaii?

Hawaii es uno de los cincuenta estados que conforman los Estados Unidos de América. Su capital es la ciudad de Honolulu.

Está ubicado en medio del Pacífico, y abarca la casi totalidad de la cadena de islas del archipiélago de Hawaii, que está compuesto por cientos de islas, repartidas a lo largo de un eje de aproximadamente 2400 km; en cuyo extremo sureste se encuentran las ocho islas principales, que mencionadas de noroeste a sureste, se denominan: Ni’ihau, Kaua’i, O’ahu, Moloka’i, Lana’i, Kaho’olawe, Maui y Hawai’i, que para evitar la confusión con el nombre del archipiélago completo, suele denominarse también, «La Gran Isla».

¿Cómo se han formado las islas?

Las islas Hawaiianas no son más que las cimas emergidas de una cadena dominantemente volcánica, construida precisamente por casi permanentes erupciones sobre lo que se denomina un «punto caliente», (que suele coincidir, aunque no siempre, con una «unión triple») o, en inglés, «hotspot».

Un hotspot es un sitio- que puede estar en el centro de una placa tectónica, o bien en un contacto divergente entre placas- donde tienen lugar fenómenos volcánicos masivos y duraderos. El hotspot de Hawaii es del primer tipo, ya que se encuentra casi en el centro de la Placa Pacífica.

Ya que el vulcanismo en los hotspots es alimentado por lo que se llaman «plumas del manto» (que explico más abajo), tiene una permanencia de decenas de millones de años, a lo largo de los cuales las placas litosféricas continuan su deriva. Como el hotspot permanece en el lugar, el corrimiento de la placa sobre él va generando una sucesión de volcanes alineados.

La Placa Pacífica se está moviendo actualmente sobre el punto caliente, a una velocidad aproximada de 9 cm/año, que no es de las menores registradas ni mucho menos. Ese movimiento habría comenzado hace unos 70 millones de años, lo cual explica las grandes extensiones involucradas por las cadenas volcánicas resultantes. Por otra parte, como las derivas de las placas no son perfectamente lineales, las configuraciones de las cadenas tampoco resultan totalmente alineadas, sino que sus contornos a veces se curvan, deforman y/o bifurcan.

¿Qué es una pluma del manto?

Se denomina pluma mantélica o pluma del manto a un ascenso columnar de material del manto terrestre, que asciende por tener una densidad anómala y menor que la del manto circundante. Esa diferencia puede deberse a mayor temperatura, a diferencia de composición, o a ambas cosas.

Todavía se discute si la corriente ascendente de material mantélico procede del límite entre el núcleo y el manto, o de alguna parte más superficial del manto.

Más detalles sobre estos puntos se irán completando cuando avancemos en el conocimiento sobre la Tectónica Global. Creo que por hoy es suficiente.

¿Qué otras características especiales se pueden mencionar?

Por supuesto, una vez que entendemos el origen del archipiélago, no podemos menos que reparar en la importancia de sus manifestaciones volcá¡nicas. Algunos detalles, como las características de las erupciones en esas islas, o las lavas resultantes, ya han sido comentados en otros posts que les recomiendo leer. Pero ahora veamos algunas consideraciones más específicas.

Cuando se habla de las islas hawaiianas es interesante apelar al concepto de sistema volcánico. Un sistema implica tanto al volcán como a sus intrusiones magmáticas, las cámaras involucradas, y hasta los conductos de alimentación profunda (las plumas del manto, por ejemplo).

En Hawaii pueden definirse al menos ocho sistemas volcánicos diferenciables, de los cuales tres -Kilauea, Mauna Loa y Lo’ihi- se encuentran en su etapa de construcción de un escudo toleítico, en la cual hay mayor actividad, por derivar de la parte central y más caliente de la pluma.

Otros dos sistemas volcánicos -Hualalai y Mauna Kea- están en su etapa de declinación, que podría durar todavía un millón de años hasta que están lo suficientemente lejos del centro del hotspot como para considerarse inactivos.

Los restantes, en la isla de Oahu, son los de Haleakala y los volcanes de Honolulu, que se hallan en etapa de rejuvenecimiento y que estarían representando el borde de la pluma.

En resumen, puede decirse que los volcanes más activos se encuentran hacia el este, y los más antiguos en declinación se hallan más al oeste. Esto se relaciona con el punto siguiente.

¿Qué explicación legendaria dieron los nativos para la historia volcánica de la isla?

Según las tradiciones ancestrales, los volcanes son el resultado de la actividad de la hermosa pero temperamental diosa Pele, que en sus arranques de furia podía provocar terremotos golpeando el suelo con los pies; y crear volcanes golpeando con su bastón mágico o pa’oa. Esta diosa de los volcanes sostuvo por mucho tiempo una violenta disputa con su hermana, la diosa del mar, de nombre Makaokaha’i.

La diosa Pele creó su primera casa en el extremo noroccidental de la cadena volcánica, en la isla de Ni’hiau, pero un ataque de su hermana, la obligó a huir hasta Kauah’i, y luego más al sudeste de isla en isla, hasta su actual morada en el cráter del Kilauea.

Notablemente, la leyenda refleja muy bien la secuencia de formación de los volcanes desde el más viejo hasta el más activo a la fecha, donde estaría viviendo hoy la irascible Pele.

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Un abrazo y hasta el miércoles. Graciela.

P.S.: La imagen que ilustra el post es de este sitio.

Como este post es continuación del de la semana anterior, en caso de que no lo hayan hecho ya, les recomiendo ir a leer la primera parte, antes de internarse en ésta de hoy.

La semana pasada contesté las siguientes preguntas:

¿Qué aclaraciones necesitamos antes de leer este post?

¿Cuál es el marco geológico general?

¿Cuándo comenzó a formarse este espectacular paisaje?

¿Qué etapas comprende la formación del Grand Canyon?

Una vez que hayan leído las respuestas a las anteriores preguntas, pueden internarse en este post, y leer los temas siguientes.

¿Qué se entiende por rift?

Un rift (término que tanto en inglés como en alemán significa «grieta») es una fosa tectónica, o en otras palabras, una depresión de origen estructural, de forma elongada, que se genera en los lugares donde las placas litosféricas se alejan entre sí, lo que genera tensiones, y -en los períodos de mayor actividad- sismos y fenómenos volcánicos recurrentes.

Si bien los rifts más conocidos y de mayor extensión son los correspondientes a las dorsales centro-oceánicas, existen también en áreas continentales donde estarían preparando la apertura de un futuro océano, como es el caso del Gran Valle del Rift, en África Oriental.

En tiempos pasados, existieron también rifts activos que produjeron adelgazamientos corticales a lo largo de los cuales se estructuran rasgos salientes de la topografía. Un ejemplo de esto es el Rift de Río Grande, que nos ocupa precisamente ahora.

El Rift de Río Grande es una fosa alargada con rumbo septentrional, que separa la Meseta de Colorado del cratón de Norteamérica, situado más al este. Se extiende desde la zona central de Colorado al norte, hasta el estado de Chihuahua, en México, al sur. Este rift representa la manifestación más oriental de los fenómenos extensionales que han tenido lugar en la placa Norteamericana durante los últimos 35 millones de años.

Ahora veremos qué sucedió con el sistema de drenaje que excavó el Gran Cañón en las etapas anteriores, posteriores y sincrónicas con el desarrollo del rift.

¿Qué eventos ocurrieron durante la etapa pre-rift?

Con anterioridad a la formación del rift, las áreas del sur y sur-oeste de la meseta constituían altos topográficos y estructurales, probablemente de resultas de los levantamientos orogénicos que comenzaron hacia el final de la era Mesozoica y se continuaron en el período Terciario de la era Cenozoica.

Consecuentemente, el sistema de drenaje muestra ríos como el Little Colorado, y arroyos como Cataract Creek y Kanab Creek, claramente controlados tanto estructural como topográficamente, que fluyen hacia el norte, pero que resultan anteriores a la instalación del Colorado, responsable del Gran Cañón.

El diseño de drenaje resultante es enrejado, con tributarios cortos, de pendiente abrupta, e inmaduros.

Sucesivos cambios y fluctuaciones del clima fueron generando de manera incipiente, los distintos niveles aterrazados, controlados básicamente por la litología.

¿Qué eventos ocurrieron durante la etapa del rift?

Los fenómenos de instalación del Rift de Río Grande ocurrieron esencialmente en la mitad del Mioceno, y si bien fueron mucho más intensos en la provincia geológica Basin and Range, también afectaron a la Meseta de Colorado, manifestándose en ligeros desplazamientos normales, a lo largo de fracturas preexistentes.

El efecto más notable fue el hundimiento de las zonas antes elevadas, al sudoeste de la meseta, con lo cual se interrumpió el drenaje antiguo, y se instaló una nueva red con diferente dirección de escurrimiento.

A lo largo de estos cambios, cuando se iba modificando el diseño de drenaje, se formaron lagunas temporarias, que dejaron un registro de sedimentos límnicos en la columna estratigráfica resultante.

La red a lo largo de la etapa de rifting tiene desagües dominantes hacia el oeste, a través de pequeños arroyos de cursos con pendiente elevada.

Como ocurre en los episodios de rifting, hubo también efusiones de lavas que interrumpieron y modificaron una y otra vez la red, que permaneció así en estado inmaduro. Se trataba de antiguos tributarios de un Río Colorado ancestral, situado al norte o noroeste del actual curso, que parece haberse instalado después, hace alrededor de 6 millones de años.

¿Qué eventos ocurrieron durante la etapa post-rift?

Todos los indicios apuntan a que la transición desde el antiguo drenaje interior hasta el presente con salida al mar, es decir el pasaje de una cuenca endorreica a una exorreica, comenzó a instalarse en la frontera entre el Mioceno y el Plioceno (Terciario tardío o Neógeno, según los autores). Este cambio sólo fue posible luego de la apertura del golfo de California.

Una vez instalado el nuevo curso del Río Colorado, su propio desarrollo erosivo le permitió capturar aguas arriba las aguas del Colorado antiguo, dejando como remanentes los intrincados diseños de cañones que se cortan unos a otros, y que no en todos los casos son ocupados por cursos permanentes.

La rápida incisión de los cursos fluviales fue posible porque durante largos intervalos hubo pulsos de levantamiento regional, que al aumentar la pendiente aumentaron notablemente la erosividad del agua.

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Un abrazo y hasta el miércoles. Graciela.

Cuando presenté mi lista de lugares dignos de conocer en el mundo, el Cañón del Colorado, cuyo nombre en inglés (Grand Canyon) es en realidad más apropiado, no podía faltar.

¿Qué aclaraciones necesitamos antes de leer este post?

Lo primero que quiero señalar es que algunas nociones previas ya han sido presentadas en el post que he linkeado más arriba, y deberían ir a leerlas allí porque no voy a repetirlas ahora.

Hoy voy a entrar en algunos detalles concernientes a la geología de la región y a la historia del labrado del paisaje, que no había presentado en ese post anterior.

¿Cuál es el marco geológico general?

Como ya lo señalé en su momento, el Grand Canyon se encuentra en la Meseta del Colorado, adyacente a otra Provincia Geológica, denominada Basin and Range (Cuenca y Sierra) con la cual contrasta notablemente por sus estratos horizontales, bien distintos de los cuerpos intensamente deformados de esta última.

La Meseta está situada a una altura que -si no se consideran los fondos de los cañones excavados por los ríos- oscila entre 1.500 y 3.500 msnm.

Lo que sigue a continuación aborda dos temas diferentes: la primera pregunta se refiere a la historia de la región misma, que es por cierto mucho más antigua y extensa que la del sistema fluvial, que en los últimos cinco millones de años fue excavando materiales mucho más viejos, los cuales al quedar expuestos en las barrancas resultantes, permitieron la reconstrucción de esa historia.

Esa parte sirve para dar un marco al resto del post, que se ocupa de la historia del propio Cañón, que como ya dije es muy reciente, aunque los ríos se vayan encajando en rocas de cientos o miles de millones de años.

¿Cuándo comenzó a formarse este espectacular paisaje?

La historia de una región es relatada por la secuencia de rocas que incluye. En este caso, los materiales de la Meseta de Colorado pueden subdividirse en cuatro grupos de gran espesor.

Como la historia debe relatarse desde lo más antiguo a lo más nuevo, y ya que los materiales se depositan unos sobre otros, comenzaré la descripción desde abajo hacia arriba.

El material más antiguo que puede reconocerse data del Precámbrico temprano, y sólo aparece expuesto en Granite Gorge (Garganta Granítica) del Grand Canyon. Son materiales de hace más de 1.500 millones de años y están intensamente deformados tectónicamente y alterados por presión y temperatura. Se trata, no sólo de las rocas más viejas expuestas en el Grand Canyon, sino también de las más antiguas que son visibles en el mundo.

El grupo que sobreyace al anterior se encuentra expuesto únicamente en afloramientos aislados donde la excavación ha sido más profunda, en la parte baja del Grand Canyon. Pese a tratarse de relictos sin continuidad, su reconstrucción arroja la secuencia de mayor espesor, que fue depositada durante el Precámbrico tardío, hace entre 600 y 1.500 millones de años atrás.

Por encima de ese grupo de materiales, aparece una secuencia de edad Paleozoica, que es visible en forma de estratos horizontales en la región de Marble Gorge y en las paredes del Grand Canyon. Incluye rocas que se depositaron en diversos ambientes, que varían desde antiguos mares someros, hasta inmensos desiertos, que se fueron sucediendo en el intervalo comprendido entre 230 y 600 millones antes del presente.

La parte superior y obviamente más joven de la secuencia, es de edad Mesozoica y está expuesta alrededor de los bordes norte y este del distrito del Grand Canyon. Son depósitos de entre 60 y 230 millones de años.

Por cierto cada una de estas grandes divisiones está compuesta a su vez, por formaciones bien diferenciadas y profundamente estudiadas, pero no quiero marearlos con información que no es necesaria a los fines de este post. Sin embargo, para el que quiera más detalles, les incluyo  en la Figura 1, un esquema muy claro de Hamblin y Rigby.

Figura 1 de Hamblin y Rigby

¿Qué etapas comprende la formación del Grand Canyon?

Ya conocemos pues, el marco de materiales sobre los que, apenas ayer, o sea desde hace unos cinco millones de años, que comparados con los tiempos que veníamos analizando, realmente son un chiste; se fue instalando la red de drenaje que incluye al Río Colorado y sus afluentes, y que dieron la forma actual a los espectaculares paisajes que hoy disfrutamos.

La historia geomorfológica del Grand Canyon comprende al menos tres etapas:

• un tiempo anterior al proceso de formación del rift de Río Grande, o pre-rifting;
• una etapa que acompaña la formación del rift o de rifting,
• y la etapa post rifting, o posterior a la formación del rift.

Pero me parece que si seguimos hoy, este post se hará muy largo y podría hasta resultar pesado, de modo que lo continuaré el próximo lunes contestando las siguientes preguntas:

¿Qué se entiende por rift?

¿Qué eventos ocurrieron durante la etapa pre rift?

¿Qué eventos ocurrieron durante la etapa del rift?

¿Qué eventos ocurrieron durante la etapa post rift?

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Un abrazo y hasta el miércoles. Graciela.

P.S.: La figura 1 es del texto de W. KENNETH HAMBLIN y J. KEITH RIGBY, Guidebook to the Colorado River, Part 1. incluido en el Volume 15 – Part 5 – 1968 de Brigham Young University Geology Studies.