Resolución Guyot

Mesa submarina en el Océano Pacífico

21°15′0″N 174°20′0″E / 21.25000, -174.33333

Un mapa del relieve batimétrico de Resolution Guyot
Resolution se encuentra en el Pacífico Norte
Resolución
Resolución
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Ubicación en el Pacífico Norte

Resolution Guyot (antes conocida como Huevo ) es un guyot ( montaña de mesa ) en las montañas submarinas del Pacífico Medio en el Océano Pacífico. Es una montaña plana circular, que se eleva 500 metros (1.600 pies) sobre el fondo marino hasta una profundidad de aproximadamente 1.320 metros (4.330 pies), con una plataforma en la cima de 35 kilómetros (22 millas) de ancho. Las montañas del Pacífico Medio se encuentran al oeste de Hawái y al noreste de las Islas Marshall , pero en el momento de su formación, el guyot estaba ubicado en el hemisferio sur.

El guyot probablemente se formó a partir de un punto caliente en la actual Polinesia Francesa antes de que la tectónica de placas lo desplazara a su ubicación actual. Los puntos calientes de Easter , Marquesas , Pitcairn y Society , entre otros, pueden haber estado involucrados en la formación de Resolution Guyot. Se ha datado que la actividad volcánica ocurrió hace entre 107 y 129 millones de años y formó una isla volcánica que posteriormente fue aplanada por la erosión. Comenzó la deposición de carbonato , formando una estructura similar a un atolón y una plataforma de carbonato .

La plataforma emergió por encima del nivel del mar en algún momento entre el Albiano y el Turoniense antes de hundirse por razones desconocidas entre el Albiano y el Maastrichtiano . El hundimiento térmico redujo el monte submarino sumergido a su profundidad actual. Después de una pausa, comenzó la sedimentación en el monte submarino y condujo a la deposición de costras de manganeso y sedimentos pelágicos , algunos de los cuales fueron modificados posteriormente por fosfato .

Nombre y trayectoria investigadora

El Resolution Guyot era conocido informalmente como Huevo Guyot [2] antes de que fuera renombrado en honor al buque de perforación JOIDES Resolution [3] durante la Etapa 143 del Programa de Perforación Oceánica [a] [2] en 1992. [5] Durante esa Etapa, [2] el JOIDES Resolution tomó núcleos de perforación del Resolution Guyot [6] llamados 866A, 867A y 867B; el 866A fue perforado en su cima, el 867B (y el intento de perforación fallido 867A) en el margen de su plataforma, y ​​el 868A en una terraza fuera de la plataforma. [2]

Geografía y geología

Configuración local

Resolución Guyot es una de las montañas occidentales del Pacífico Medio , ubicada al oeste de Hawái , al noreste de las Islas Marshall . [7] A diferencia de las cadenas de islas convencionales del Océano Pacífico, [8] las montañas del Pacífico Medio son un grupo de mesetas oceánicas con guyots [9] (también conocidos como montes de mesa) [10] ) que se vuelven progresivamente más jóvenes hacia el este. [11] Otros guyots en las montañas del Pacífico Medio son Sio South, Darwin , Thomas, Heezen, Allen, Caprina, Jacqueline y Allison . [12]

El monte submarino tiene unos 500 metros (1.600 pies) de altura y se eleva desde un fondo marino elevado [1] hasta una profundidad de unos 1.320 metros (4.330 pies). [13] A una profundidad de 1.300–1.400 metros (4.300–4.600 pies) [14] está coronado por una plataforma de cumbre de 25 por 35 kilómetros (16 mi × 22 mi) de ancho [15] bastante plana [14] y aproximadamente circular [16] con un borde de 25 metros (82 pies) de alto [6] y un foso dentro de este borde. [17] En el margen de la plataforma, se han encontrado estructuras interpretadas como acantilados marinos o terrazas cortadas por las olas ; [2] en un sitio hay una terraza de unos 200 metros (660 pies) de ancho, coronada por un acantilado de 25 metros (82 pies) de alto. [18] La plataforma superficial está salpicada de pináculos y depresiones. La superficie de la plataforma está formada por piedra caliza parcialmente cubierta por sedimentos pelágicos; [17] Las cámaras submarinas han mostrado la presencia de losas de roca cubiertas por costras de ferromanganeso. [b] [2]

El guyot se eleva desde un fondo marino de edad Jurásica [11] (201,3 ± 0,2 – ca. 145 millones de años atrás [21] ) que podría tener hasta 154 millones de años. [9] El material orgánico terrestre en el fondo marino alrededor de Resolution Guyot se originó cuando todavía era una isla, [22] y los sedimentos carbonatados arrastrados desde el guyot se acumularon en el fondo marino circundante. [23] [24]

Entorno regional

Diagrama de cómo un volcán activo se acompaña de volcanes inactivos en descomposición que antes estaban ubicados en el punto caliente pero que se han alejado.
Ilustración de cómo funcionan los volcanes de punto caliente

El fondo marino del Océano Pacífico contiene muchos guyots formados durante la era Mesozoica (hace 251.902 ± 0,3 – 66 millones de años [21] ) en mares inusualmente poco profundos. [12] Estas montañas submarinas se caracterizan por una cima plana y, por lo general, la presencia de plataformas carbonatadas que se elevaron sobre la superficie del mar durante el Cretácico medio (hace ca. 145 – 66 millones de años [21] ). [25] Si bien existen algunas diferencias con los sistemas de arrecifes actuales, [26] [27] muchos de estos montes submarinos eran anteriormente atolones , que todavía existen. Estas estructuras se formaron como volcanes en el océano Mesozoico. Es posible que se hayan desarrollado arrecifes de franja en los volcanes, que luego se convirtieron en arrecifes de barrera cuando el volcán se hundió y se convirtió en un atolón, [28] y que rodean una laguna o una planicie de marea . [29] La corteza debajo de estos montes submarinos tiende a hundirse a medida que se enfría, y por lo tanto las islas y los montes submarinos se hunden. [30] El hundimiento continuo equilibrado por el crecimiento ascendente de los arrecifes condujo a la formación de gruesas plataformas de carbonato. [31] A veces, la actividad volcánica continuó incluso después de la formación del atolón o la estructura similar a un atolón, y durante los episodios en los que las plataformas se elevaron por encima del nivel del mar, se desarrollaron características erosivas como canales y agujeros azules [c] . [33]

La formación de muchos montes submarinos se ha explicado mediante la teoría de los puntos calientes , que sugiere que las cadenas de volcanes se vuelven progresivamente más antiguas a lo largo de la cadena, [34] con un volcán en erupción solo en un extremo del sistema. Resolution se encuentra en un volcán en la litosfera calentado desde abajo; a medida que la placa se desplaza, se aleja de la fuente de calor y la actividad volcánica cesa, produciendo una cadena de volcanes que se vuelven progresivamente más antiguos alejándose de los que están actualmente activos. [35] Los puntos calientes potenciales involucrados en la formación de Resolution Guyot son Easter , Marquesas , Society [9] y en algunas reconstrucciones de placas los puntos calientes de Pitcairn [36] aunque no todos apuntan a un punto caliente actualmente activo. [16] Más de un punto caliente puede haber influido en el crecimiento de Resolution Guyot, y este y Allison Guyot pueden haber sido formados por el mismo punto caliente (o puntos calientes). [37] Todas las montañas del Pacífico Medio pueden ser el producto de un punto caliente de este tipo. [8]

Composición

Las rocas encontradas en Resolution Guyot incluyen basalto del volcán y carbonatos depositados en condiciones de aguas poco profundas en el volcán. [38] Los minerales encontrados en el basalto son feldespato alcalino , feldespato clinopiroxénico , ilmenita , magnetita , olivino , plagioclasa , espinela y titanomagnetita ; el olivino, la plagioclasa y los piroxenos forman fenocristales . La alteración ha producido analcima , ankerita , calcita , arcilla , hematita , iddingsita , pirita , cuarzo , saponita , serpentina y zeolita . [39] [40] Los basaltos representan una suite intraplaca alcalina , [41] también se han recuperado traquibasaltos anteriores [42] que contienen biotita . [43]

Los carbonatos se presentan en forma de roca ligada , [44] suelos duros de carbonato , [45] roca flotante , [46] roca granítica , roca de uva , [45] oncoides , oolitos , roca compactada , peloides , [47] rudstones , esferulitas , [48] y wackestones . La alteración ha formado calcita, dolomita , [49] cuarzo a través de silicificación y cavidades . [50] La alteración de la dolomita está particularmente extendida en los atolones modernos y se han invocado varios procesos para explicarla, como la convección de agua de mar impulsada geotérmicamente . [51] Se encuentran fósiles disueltos [14] y rastros de madrigueras de animales en algunas secuencias de rocas [52] con rastros de bioturbación generalizados. [ 45 ] También se han encontrado agujas de barita , [50] calcretas , [53] formas de cementación [d] que se desarrollaron bajo la influencia del agua dulce , [45] grietas de desecación [14] y ocurrencias de ferromanganeso como dendritas . [55]

Los materiales orgánicos [e] encontrados en muestras de rocas de la Resolución Guyot [56] parecen ser principalmente de origen marino. [58] Parte de la materia orgánica proviene de tapetes microbianos e islas con vegetación, [59] incluyendo madera [60] y restos de plantas. [14]

Las arcillas encontradas en Resolution Guyot se caracterizan como clorita , glauconita , hidromica , [61] illita , [62] caolinita , saponita y esmectita . [39] También se han encontrado arcillas . [62] La mayoría de las arcillas se han encontrado en la secuencia de carbonato inferior, mientras que las partes superiores carecen en su mayoría de depósitos de arcilla. [53] Algunas de las arcillas pueden tener su origen en volcanes más jóvenes al este de Resolution Guyot. [63]

La apatita se forma a través de la modificación de fosfatos de rocas expuestas bajo el agua. [64] Otros minerales incluyen anhidrita , [65] celestita , goethita , [62] yeso , [65] limonita [50] y pirita, que también está presente en los carbonatos. [66] Finalmente, se han encontrado lutitas . [48]

Historia geológica

Aunque se han realizado dataciones radiométricas en rocas volcánicas de la Resolución Guyot, los basaltos están muy alterados y, por lo tanto, las fechas son inciertas. La datación por potasio-argón arroja edades de entre 107 y 125 millones de años, mientras que la datación por argón-argón indica edades de entre 120 y 129 millones de años. [1] Los datos de magnetización indican que se formó en el hemisferio sur . [68]

Fase volcánica

Las erupciones en el área construyeron una pila de rocas volcánicas, incluyendo pilas de flujos de lava , cada una de las cuales tiene unos 10 metros (33 pies) de espesor, pero también hay brechas , [f] intrusiones y umbrales . [1] Los flujos de lava parecen haberse formado con años de diferencia entre sí. [70] La Resolución Guyot también fue hidrotermalmente activa. [1] Esta actividad volcánica durante 1-2 millones de años generó una isla volcánica . [71] La actividad volcánica tuvo lugar en un entorno tropical o subtropical y entre erupciones, la meteorización , la formación de suelo y el posible desgaste de masa generaron capas de arcilla, restos de roca y productos de alteración [1] como laterita . [72] La erosión finalmente aplanó la isla volcánica para formar una plataforma. [6] Es posible que las intrusiones magmáticas ( umbrales ) se formaran más tarde en la historia de la Resolución Guyot. [73]

Carbonatos de plataforma y arrecifes

Entre el Hauteriviano (hace unos 132,9 – 129,4 millones de años [21] ) y el Albiano (hace unos 113 – 100,5 millones de años [21] ), se depositaron unos 1.619 metros (5.312 pies) de carbonato sobre la estructura volcánica, [47] enterrándola por completo durante el Albiano. [74] Se han identificado unas 14 secuencias individuales de carbonatos en núcleos de perforación. [75] La sedimentación de carbonato probablemente comenzó en forma de bancos de arena que rodeaban una isla volcánica [76] y duró unos 35 millones de años, [77] acompañada de quizás 0,046 milímetros por año (0,0018 pulgadas/año) de subsidencia. [78] Es probable que la plataforma de carbonato actual contenga solo una fracción del carbonato depositado originalmente, ya que la mayor parte del carbonato ha desaparecido. [79] Durante este tiempo, la Resolución Guyot experimentó poco movimiento de placa latitudinal; a partir de la magnetización parece que estaba ubicada de manera estable a unos 13° de latitud sur entre el Hauteriviano y el Aptiense. [80]

Su plataforma carbonatada no puede ser reconstruida ya que solo se han estudiado pequeñas partes, pero se pueden sacar algunas conclusiones. [78] La plataforma Resolution estaba rodeada de islas barrera pero presentaba solo unos pocos arrecifes ; [11] a diferencia de los atolones actuales que estaban bordeados por arrecifes las plataformas cretácicas estaban bordeadas por bancos de arena [81] y en Resolution Guyot los núcleos de perforación en el borde solo han encontrado acumulaciones de sedimentos y ningún arrecife. [82] [83] El análisis de las capas de carbonato ha identificado que existían varios entornos en la plataforma, incluyendo playas de resaca , lagunas, pantanos , marismas , [84] sabkhas , [85] bancos de arena y abanicos de lavado de tormentas ; [52] [78] a veces también había condiciones de mar abierto. [85] Algunos entornos en Resolution Guyot eran hipersalinos a veces, [65] probablemente implicando que solo tenían un intercambio de agua limitado con el océano circundante. [74] Islas formadas a partir de bancos de arena, similares a los de los bancos de Bahamas . [86] Los registros del pozo 866A indican que los entornos en un sitio determinado no eran estables durante períodos de tiempo más largos. [60]

La Plataforma Carbonatada Cretácica de Apulia en Italia y la Formación Urgoniana en Francia han sido comparadas con los carbonatos de Resolution Guyot. Todas estas plataformas estaban ubicadas en mares de Tetis [87] y varias formaciones en estos tres ambientes carbonatados están correlacionadas; [88] por ejemplo, la fauna identificada en Resolution Guyot se asemeja a la de otras plataformas del hemisferio norte. [89] También existen analogías con las plataformas en Venezuela . [88]

  • Entornos actuales que se asemejan a los antiguos entornos de la Resolución Guyot
  • Aguas muy poco profundas sobre un fondo marino blanco con una isla verde al fondo bajo un cielo azul y nubes dispersas
    Una playa y aguas poco profundas, Islas Cook
  • Islas naranjas cortadas por canales de color azul profundo que terminan en un océano azul en la parte superior de la imagen y comienzan en una laguna más blanca en la parte inferior de la imagen.
    Imagen obtenida desde el espacio de marismas y canales de marea en la actual Long Island, Bahamas ; la morfología anterior de Resolution Guyot se ha comparado con la de las actuales Bahamas.
  • Isla verde con vegetación que se eleva sobre el mar azul profundo
    Isla con vegetación en Suwarrow

Se infiere que las temperaturas del agua en el Aptiano temprano (hace ca. 125 – ca. 113 millones de años [21] ) fueron de 30–32 °C (86–90 °F). [90] La plataforma estaba expuesta a los vientos alisios del sureste que dejaban su lado norte protegido de las olas, excepto de las generadas por tormentas. [91] Estas olas, viento y corrientes de marea actuaron para mover sedimentos alrededor de la plataforma. [86] Las tormentas formaron playas en la plataforma, [11] aunque las partes interiores de la plataforma estaban efectivamente protegidas por los bancos de arena circundantes de la influencia de las tormentas. [83] Algunos patrones en la sedimentación indican un clima estacional. [92] Cuando el clima era árido , se produjo la deposición de yeso. [65]

A lo largo de la historia de la plataforma, las variaciones del nivel del mar llevaron a cambios en los sedimentos carbonatados acumulados, [77] formándose facies y secuencias típicas en las capas carbonatadas. [93] El evento Selli, un evento anóxico oceánico , se registra en Resolution Guyot [94] al igual que el evento Faraoni. [95] El evento Selli dejó una capa de esquisto negro y puede haber causado una interrupción temporal en la acumulación de carbonato antes de que la plataforma se recuperara. [96] Durante el Albiano-Aptiano, algunos carbonatos se convirtieron en dolomías. [97]

La vida en Resolution Guyot incluía algas , tanto verdes como rojas [52] y especies que formaban tapetes microbianos , [98] bivalvos [52] incluyendo rudistas , [99] briozoos , corales , equinodermos , equinoides , foraminíferos , gasterópodos , ostrácodos , [100] ostras , gusanos serpúlidos , [45] esponjas [47] y estromatolitos . [85] Se han encontrado fósiles de animales en los núcleos de perforación. [47] Se ha identificado a los rudistas y las esponjas como constructores de biohermos ; [78] las familias de rudistas encontradas en Resolution incluyen Caprinidae [101] del género Caprina , [102] Coalcomaninae, [103] Monopleuridae [104] y Requieniidae . [105] En algunos lugares crecieron tapetes microbianos bien desarrollados. [106] [107] Se han encontrado restos de plantas en los sedimentos carbonatados, [65] probablemente reflejando la existencia de islas cubiertas de vegetación en la plataforma. [85] Probablemente también había vegetación en pantanos y marismas. [66]

Elevación y karstificación

Durante el Albiano y el Turoniense (hace 93,9 – 89,8 ± 0,3 millones de años [21] ), [108] la plataforma carbonatada se elevó sobre el nivel del mar unos 100 metros (330 pies) [109] –160 metros (520 pies). Este episodio de elevación en Resolution Guyot es parte de un episodio de cambios tectónicos más generales en el océano Pacífico, con una elevación general del fondo oceánico y cambios en la tensión tectónica en los márgenes oceánicos. Este evento tectónico se ha explicado por un cambio importante en la convección del manto en el Cretácico medio que empujó el fondo oceánico hacia arriba y hacia los lados. [110]

Cuando la Resolución Guyot se elevó sobre el nivel del mar, los procesos kársticos comenzaron a impactar la plataforma. [111] La plataforma se volvió irregular [112] y parte de ella se erosionó; [109] se formaron costras de calcreta , [113] pináculos de carbonato, [18] cavidades, cavernas que contienen espeleotemas y dolinas [114] y existen hasta el día de hoy. [113] En esta etapa, la Resolución Guyot se habría parecido a una isla makatea [g] . [114] Este episodio kárstico no duró mucho, tal vez varios cientos de miles de años, [116] pero las estructuras dejadas por la fase kárstica, como dolinas y pináculos de carbonato, aún se pueden ver en la plataforma de la superficie de la Resolución Guyot. [18] Durante los períodos de emergencia, el agua dulce fluyó a través de los carbonatos y los modificó. [117]

Evolución del ahogamiento y post ahogamiento

Resolución Guyot se ahogó hace unos 99 ± 2 millones de años [118] o durante el Maastrichtiano (hace 72,1 ± 0,2 a 66 millones de años [21] ), [47] aunque una pausa en la deposición de carbonatos superficiales parece remontarse al Albiano [112] [119] que puede reflejar una larga pausa en la deposición o una mayor erosión. [112] El final del período Albiano se caracterizó por el cese generalizado de la sedimentación de carbonatos en el Pacífico occidental. [120] [108] Es posible que la sedimentación de carbonatos continuara más tarde hasta el Campaniano (hace 83,6 ± 0,2 – 72,1 ± 0,2 millones de años [21] )-Maastrichtiano. [71] La plataforma ciertamente estuvo sumergida durante el Plioceno (hace 5.333 – 2,58 millones de años [21] ). [11]

Otras plataformas carbonatadas del Pacífico se hundieron, especialmente al final del Albiano, [121] por razones desconocidas; [122] entre los mecanismos propuestos están las aguas demasiado ricas en nutrientes o turbias, la desaparición de especies formadoras de arrecifes y su posterior fracaso en regresar, y un aumento demasiado rápido del nivel del mar. [18] La Resolución Guyot nunca estuvo lo suficientemente al sur como para terminar más allá del punto de Darwin en el que se detiene la deposición de carbonatos. [8] La plataforma de la Resolución Guyot se elevó por encima del nivel del mar antes del hundimiento, y no hay indicios de que la deposición de carbonatos se reanudara cuando la plataforma se hundió; [123] de manera similar, otras montañas del Pacífico Medio emergieron antes de hundirse. [92] Hay desacuerdo sobre si la Resolución Guyot estaba lo suficientemente cerca del ecuador y de las aguas ecuatoriales ricas en nutrientes como para hundirse en el momento en que cesó la sedimentación de carbonatos. [124] [125]

Después del hundimiento, se formaron costras de ferromanganeso y rocas modificadas con fosfato en las superficies expuestas de Resolution Guyot. [20] Se han observado varias capas diferentes de modificación de fosfato solo durante el Albiano [119] y este proceso puede haber comenzado cuando la plataforma todavía estaba activa; el agua dentro de las rocas puede haber desencadenado la fosfatación en esta etapa. [126] La deposición de ferromanganeso probablemente solo comenzó en el Turoniano-Maastrichtiano, [71] cuando el monte submarino se había hundido a una profundidad suficiente. [127] Se han encontrado calizas cretácicas con incrustaciones de manganeso dentro de los sedimentos pelágicos. [128]

Al igual que en otros guyots del océano Pacífico [129], la sedimentación pelágica comenzó más tarde; los fósiles de foraminíferos indican una edad del Maastrichtiano al Plioceno para tales sedimentos. [38] Estos sedimentos alcanzan espesores de 7,5 metros (25 pies) en el pozo 866B y consisten en una capa cuaternaria (últimos 2,58 millones de años [21] ), una delgada capa del Pleistoceno temprano (hace 2,58 – 0,0117 millones de años [21] ) y una gruesa capa del Plioceno. [130] Algunos de los sedimentos toman la forma de calizas pelágicas. [19] En sedimentos del Paleógeno (hace 66 a 23,03 millones de años [21] ) se han encontrado ostrácodos. [131]

Los carbonatos se disolvieron y fueron reemplazados por dolomita ya durante el Aptiano y el Albiano. Hace unos 24 millones de años, en el límite Paleógeno- Neógeno (hace 23,02 – 2,58 millones de años [21] ), tuvo lugar un segundo pulso de formación de dolomita; tal vez los cambios del nivel del mar asociados con el cambio climático global desencadenaron este segundo pulso. [97] La ​​formación de las dolomitas probablemente fue ayudada por el hecho de que el agua de mar puede filtrarse a través de la Resolución Guyot, [48] lo que puede ser responsable de la formación de estructuras de ventilación fluida en la superficie del monte submarino. [132]

Notas

  1. ^ El Programa de Perforaciones Oceánicas fue un programa de investigación internacional que tenía como objetivo dilucidar la historia geológica del mar mediante la obtención de núcleos de perforación de los océanos. [4]
  2. ^ Las costras de ferromanganeso son estructuras formadas por óxidos e hidróxidos de hierro y manganeso [19] que cubren rocas expuestas en muchos montes submarinos del Océano Pacífico. [20]
  3. ^ Depresiones en forma de hoyos dentro de rocas carbonatadas que están llenas de agua. [32]
  4. ^ La cementación es un proceso durante el cual los granos de la roca se solidifican y los poros se llenan mediante la deposición de minerales como el carbonato de calcio . [54]
  5. ^ El material orgánico incluye bituminita , kerógeno , lamalginita derivada de plantas , [56] lignito , [57] liptinita y vitrinita derivada de plantas terrestres . [56]
  6. ^ Rocas volcánicas que aparecen como fragmentos. [69]
  7. ↑ Un makatea es un arrecife de coral elevado en una isla, como en Atiu , Mangaia , Mauke y Mitiaro en las Islas Cook . [115]

Referencias

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