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PROVIDENCE, R.I. – Hace unos 300 millones de años, la masa de tierra que ahora es América del Norte colisionó con Gondwana, un supercontinente compuesto por la actual África y América del Sur. Ese choque de continentes levantó toneladas de roca por encima del terreno circundante para formar el extremo sur de los Montes Apalaches que ahora se ven en Alabama, Tennessee y Georgia. Un equipo de geofísicos ha reconstruido la fase terminal de esa colisión y ha desarrollado una nueva imagen de cómo se desarrolló.
El estudio, dirigido por investigadores de la Universidad de Brown, utilizó estaciones de monitorización sísmica para crear una imagen similar a un sonograma de la corteza bajo el sur de Estados Unidos, cerca de la base sur de los Apalaches. La investigación muestra que la corteza de Gondwana fue empujada sobre América del Norte cuando los dos continentes colisionaron, deslizándose hacia el norte hasta 300 kilómetros antes de que los dos continentes se separaran y se alejaran hace unos 200 millones de años. El proceso revelado por el estudio se parece mucho al proceso que está construyendo el Himalaya en la actualidad, ya que el continente euroasiático está empujando sobre el subcontinente indio.
«Demostramos que una colisión continental que ocurrió hace 300 millones de años se parece mucho a la colisión que vemos en el Himalaya hoy en día», dijo Karen Fischer, profesora del Departamento de Ciencias de la Tierra, Medioambientales y Planetarias de Brown y coautora del estudio. «Este es el caso mejor documentado que conozco en el que la sutura final entre antiguas costras continentales tiene una geometría similar al actual contacto de la corteza de India y Eurasia bajo el Himalaya.»
La investigación fue dirigida por Emily Hopper, que se doctoró en Brown en 2016 y ahora es becaria postdoctoral en el Observatorio de la Tierra Lamont-Doherty de la Universidad de Columbia. El estudio se publica en línea en la revista Geology.
Para el estudio, el equipo de investigación colocó 85 estaciones de monitoreo sísmico en todo el sur de Georgia y partes de Florida, Carolina del Norte y Tennessee. Los investigadores también utilizaron datos del Earthscope Transportable Array, un conjunto rodante de estaciones sísmicas que se abrió camino a través de los Estados Unidos contiguos entre 2005 y 2015. En total, 374 estaciones sísmicas registraron las débiles ondas vibratorias de los terremotos distantes a medida que viajaban a través de las rocas subyacentes.
La energía acústica de los terremotos puede viajar a través de la Tierra como diferentes tipos de ondas, incluyendo las ondas de cizalla, que oscilan perpendicularmente a la dirección de propagación, y las ondas de compresión, que oscilan en la misma dirección a medida que se propagan. Analizando el grado en que las ondas de cizalla se convierten en ondas de compresión cuando chocan con un contraste en las propiedades de la roca, los investigadores pudieron crear una imagen sísmica de la corteza subterránea.
El estudio detectó una fina capa continua de roca que comienza cerca de la superficie y se inclina suavemente hacia el sur hasta profundidades de aproximadamente 20 kilómetros, en la que las ondas sísmicas viajan más rápido que en las rocas circundantes. Esa capa se extiende hacia el sur unos 300 kilómetros desde el centro de Georgia hasta el norte de Florida. Se extiende unos 360 kilómetros de este a oeste, desde la parte central de Carolina del Sur, a través de toda Georgia y hasta el este de Alabama.