Las rocas que forman una cordillera pueden conservar información sobre procesos geológicos ocurridos hace cientos de millones de años. Un equipo internacional de investigadores ha utilizado precisamente este registro para reconstruir parte de la estructura profunda de la cordillera de Tianshan, en Asia Central, a partir del estudio de rocas magmáticas formadas entre hace 305 y 250 millones de años. La investigación, en la que participa el Museo Nacional de Ciencias Naturales (MNCN-CSIC), combina información geoquímica obtenida de las rocas con datos geofísicos y modelos termodinámicos. Los resultados (publicados en la revista Earth and Planetary Science Letters) muestran que determinados procesos magmáticos que tuvieron lugar durante el Paleozoico tardío dejaron una huella que todavía puede identificarse en la estructura profunda de la litosfera actual. El trabajo se ha El estudio se centra en el sector occidental de Tianshan, una extensa cordillera integrada en el Cinturón Orogénico de Asia Central, una de las grandes regiones de formación y crecimiento continental del planeta. La cordillera se extiende durante más de 2.000 kilómetros según los investigadores citados por el MNCN, mientras que los estudios geológicos describen el sistema de Tianshan como una estructura de más de 2.500 kilómetros. El objetivo era conocer qué procesos contribuyeron a construir la parte profunda de esta cordillera y comprobar hasta qué punto esos procesos antiguos siguen condicionando la estructura que presenta actualmente. Una historia geológica escrita en las rocas La formación de una cordillera no es un proceso que ocurra de una sola vez. Las grandes estructuras montañosas son el resultado de una sucesión de procesos tectónicos, magmáticos y metamórficos que pueden prolongarse durante millones de años. En el caso de Tianshan, los investigadores se han centrado en rocas magmáticas formadas durante el Carbonífero tardío y el Pérmico medio, aproximadamente entre 305 y 250 millones de años atrás. Estas rocas se originaron a partir de magmas que se formaron y evolucionaron en profundidad y que posteriormente quedaron expuestos en superficie debido a la evolución geológica de la región. La clave del estudio está en utilizar esas rocas como indicadores de las condiciones existentes en el interior de la cordillera en el momento de su formación. Su composición química e isotópica permite obtener información sobre el origen de los magmas, los materiales que intervinieron en su formación y los procesos que experimentaron antes de solidificarse. Los investigadores han utilizado, entre otros datos, información de isótopos de hafnio (Hf) y neodimio (Nd) para elaborar mapas que muestran cómo varían las características de las rocas a lo largo de la cordillera. El análisis ha permitido identificar dos grandes dominios con características isotópicas diferentes: uno situado al norte, con valores relativamente empobrecidos, y otro al sur, enriquecido isotópicamente. Estas diferencias no son únicamente químicas. Los investigadores han observado que coinciden espacialmente con variaciones detectadas mediante métodos geofísicos, lo que permite relacionar la composición de las rocas formadas hace cientos de millones de años con las propiedades físicas de la corteza profunda que existe actualmente. El magma desempeña un papel fundamental en la construcción de la corteza terrestre. Cuando asciende y se enfría puede formar rocas ígneas, pero antes de llegar a solidificarse completamente puede experimentar diferentes procesos que modifican su composición. El estudio muestra que los dos dominios identificados en Tianshan tuvieron historias diferentes. En el dominio situado al norte, la corteza inferior se habría formado mediante la diferenciación de magmas de composición intermedia procedentes de un manto que había sido modificado por procesos relacionados con la subducción oceánica. En el dominio meridional, en cambio, los investigadores proponen un proceso relacionado con magmas de tipo sanukitoide procedentes de un manto que había interactuado previamente con materiales de la corteza antigua. Esta diferencia resulta importante porque indica que la corteza inferior de una misma cordillera puede presentar una historia de formación diferente según el sector. No se trata, por tanto, de una estructura homogénea construida mediante un único proceso. Para analizar esta evolución, el equipo ha utilizado también modelización de equilibrio de fases, una herramienta que permite simular cómo evolucionan los minerales y los magmas bajo diferentes condiciones de presión y temperatura. Los resultados ayudan a relacionar la composición observada actualmente en las rocas con los procesos que tuvieron lugar a grandes profundidades. Una de las principales aportaciones del trabajo es la combinación de información procedente de disciplinas diferentes. Las rocas proporcionan datos sobre la composición química y los procesos magmáticos, mientras que las técnicas geofísicas permiten estudiar las características físicas de las estructuras que se encuentran a mayor profundidad. El equipo ha comparado los mapas geoquímicos con datos de gravedad y con información sobre la velocidad de propagación de las ondas sísmicas. Estos últimos datos permiten obtener una imagen indirecta de las propiedades de los materiales situados bajo la superficie. Las diferencias observadas entre los dos dominios geoquímicos coinciden con cambios en las propiedades geofísicas de la corteza inferior. En particular, existen diferencias tanto en las anomalías de gravedad de Bouguer como en la estructura de velocidades de las ondas de corte, conocidas como ondas Vs. Esta coincidencia espacial es uno de los elementos centrales del estudio. Los investigadores plantean que las diferencias que se observan actualmente en la corteza inferior pueden estar relacionadas con los procesos magmáticos que tuvieron lugar durante el Paleozoico tardío. En otras palabras, parte de la estructura profunda de la cordillera actual podría ser el resultado de procesos ocurridos hace más de 250 millones de años. La investigación parte de la idea de que la litosfera que observamos actualmente no representa únicamente el resultado de los procesos geológicos más recientes. Su estructura es el resultado acumulado de diferentes episodios que se han producido a lo largo de cientos de millones de años. El investigador del MNCN Antonio Castro, uno de los participantes en el estudio, ha destacado que la investigación integra por primera vez a esta escala la cartografía isotópica, las observaciones geofísicas y las modelizaciones termodinámicas para estudiar una cordillera de esta extensión. Esta combinación permite utilizar rocas que están actualmente expuestas en superficie para obtener información sobre estructuras que se encuentran a decenas de kilómetros de profundidad. La metodología desarrollada puede ser especialmente útil para estudiar otros orógenos antiguos, donde las rocas superficiales conservan información sobre etapas muy anteriores de su evolución. El estudio señala además que Tianshan ha experimentado una modificación relativamente limitada de su litosfera durante el Mesozoico y el Cenozoico. Esta circunstancia facilita la interpretación de las señales dejadas por el magmatismo del Paleozoico tardío, ya que los procesos posteriores no habrían alterado de manera significativa la estructura profunda. Más allá de reconstruir la historia de una cordillera concreta, los resultados aportan información sobre cómo se construyen y evolucionan los continentes. El Cinturón Orogénico de Asia Central conserva un registro geológico muy extenso de procesos de acreción y formación de corteza. En su sector occidental, gran parte de la evolución tectónica quedó establecida durante el Paleozoico, acompañada por una intensa actividad magmática entre el Carbonífero tardío y el Pérmico medio. Conocer el origen de esos magmas permite comprender mejor cómo se formó la corteza continental y cómo se distribuyen diferentes materiales en el interior de la litosfera. Esta información también puede tener aplicaciones relacionadas con los recursos minerales. La estructura profunda de la litosfera y los procesos magmáticos que la han formado están relacionados con la distribución de determinados elementos y yacimientos. La investigación puede contribuir, por tanto, a mejorar el conocimiento sobre la localización de materias primas críticas, incluidos algunos metales de interés tecnológico. El principal resultado del trabajo no es únicamente la reconstrucción de la estructura profunda de Tianshan, sino también la metodología empleada para conseguirla.La integración de datos geoquímicos, isotópicos, geofísicos y termodinámicos permite relacionar lo que se observa en las rocas de superficie con estructuras que se encuentran a gran profundidad. El procedimiento ofrece una forma de estudiar cordilleras antiguas sin depender exclusivamente de observaciones directas del subsuelo. Los resultados muestran que los procesos magmáticos del Paleozoico tardío siguen siendo reconocibles en la arquitectura profunda de la litosfera de Tianshan. Como señala He Huang, investigador de la Academia China de Ciencias Geológicas, la litosfera actual es el resultado acumulado de procesos geológicos desarrollados durante cientos de millones de años. La cordillera de Tianshan conserva así, en sus rocas, parte de la información necesaria para reconstruir una etapa muy antigua de la evolución de la Tierra. Analizar esa información permite comprender cómo se construyó su corteza profunda y, al mismo tiempo, ofrece nuevas herramientas para estudiar otras grandes estructuras montañosas del planeta.
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Author : (abc)
Publish date : 2026-09-29 22:00:00
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