Gran provincia ígnea para niños

Una gran provincia ígnea o GPI es una acumulación muy grande de rocas volcánicas. Estas rocas pueden ser intrusivas (formadas bajo tierra, como láminas y diques) o extrusivas (formadas en la superficie, como flujos de lava). Se crean cuando el magma viaja desde el interior de la Tierra hasta la superficie.

La formación de una GPI se relaciona con el movimiento de las placas tectónicas o con el ascenso de material caliente desde el manto terrestre, conocido como plumas del manto. Algunas GPI que se formaron en los últimos 500 millones de años coinciden con extinciones masivas y cambios rápidos en el clima. Esto ha llevado a los científicos a investigar si hay una conexión entre estos eventos. Las GPI son muy diferentes de los volcanes que vemos hoy en día.

¿Qué es una Gran Provincia Ígnea (GPI)?

En 1992, los científicos Coffin y Eldholm usaron por primera vez el término "gran provincia ígnea". Lo usaron para describir acumulaciones enormes de rocas volcánicas, con áreas de más de 100,000 kilómetros cuadrados (¡como el tamaño de Islandia!). Estas rocas se formaron o se ubicaron en el interior de la Tierra en un tiempo geológico muy corto, de solo unos pocos millones de años o menos.

Tipos de Grandes Provincias Ígneas

La definición de GPI ha crecido con el tiempo. Ahora, el término GPI se usa para describir grandes áreas de todo tipo de rocas volcánicas, no solo las que son ricas en hierro y magnesio (llamadas máficas).

Algunas GPI están completas en un solo lugar, como las Traps del Decán en la India. Otras se han dividido y separado por el movimiento de las placas tectónicas. Un ejemplo es la Provincia magmática del Atlántico Central, cuyas partes se encuentran en Brasil, el este de América del Norte y el norte de África occidental.

¿Por qué estudiamos las GPI?

Las grandes provincias ígneas se formaron durante eventos volcánicos de corta duración. Esto significa que se acumularon grandes volúmenes de rocas volcánicas e intrusivas de forma relativamente rápida. Los científicos estudian estos eventos por varias razones:

• Conexión con cambios globales: Se investiga su posible relación con las extinciones masivas y los cambios en el medio ambiente y el clima de la Tierra. Por ejemplo, algunos científicos han notado que once episodios de grandes erupciones volcánicas en los últimos 250 millones de años coincidieron con extinciones masivas.
• Recursos naturales: Las GPI pueden estar relacionadas con la presencia de petróleo y gas, así como con concentraciones importantes de minerales como cobre, níquel, hierro, titanio, vanadio y elementos del grupo del platino.
• Entender el clima pasado y futuro: Las GPI marcan cambios importantes en el agua y la atmósfera de la Tierra. Esto llevó a grandes cambios climáticos y, quizás, a la extinción de especies. Algunos de estos cambios se relacionaron con la liberación rápida de gases de efecto invernadero a la atmósfera. Estudiar estos eventos nos ayuda a entender los cambios ambientales actuales y futuros.
• Dinámica de la Tierra: La Teoría de la tectónica de placas explica cómo la superficie de la Tierra cambia debido a la interacción de las placas. Comprender cómo el flujo del manto terrestre influye en la formación de las GPI es importante para saber cómo se movía el interior de la Tierra en el pasado.
• Formación de continentes: Las GPI han jugado un papel importante en la separación de continentes, la formación de nuevas partes de la corteza terrestre y los ciclos de los supercontinentes.

¿Cómo se forman las Grandes Provincias Ígneas?

La Tierra tiene una capa exterior formada por placas tectónicas que se mueven. Estas placas flotan sobre una capa sólida pero en movimiento llamada manto, que a su vez está sobre un núcleo líquido. El movimiento del manto es impulsado por el descenso de placas frías y el ascenso de material caliente desde abajo.

La creación de nuevas placas oceánicas en las dorsales oceánicas y su posterior hundimiento son ideas aceptadas de la tectónica de placas. En este modelo, las placas se separan en las dorsales, y rocas calientes del manto suben para llenar esos espacios. La mayoría de la actividad volcánica de la Tierra se debe a estos procesos.

Además del movimiento de las placas, otros procesos profundos influyen en la superficie. El material caliente del manto que sube en una pluma puede extenderse bajo una placa tectónica, causando que esa región se eleve. Estas plumas ascendentes son importantes en la formación de las GPI.

Características de su formación

Cuando se forman, las GPI suelen tener una extensión de varios millones de kilómetros cuadrados y volúmenes de alrededor de 1 millón de kilómetros cúbicos. En la mayoría de los casos, gran parte del volumen de una GPI se forma en menos de 1 millón de años. Un misterio es cómo se forman y erupcionan estos enormes volúmenes de magma en tan poco tiempo.

Teorías sobre su formación

El origen de muchas GPI se ha atribuido a las plumas del manto, a procesos relacionados con la tectónica de placas o incluso al impacto de meteoritos.

Formación por plumas del manto

Aunque la mayoría de los volcanes están en zonas donde las placas se encuentran o se separan, hay regiones con mucha actividad volcánica que duran mucho tiempo, llamadas puntos calientes. Un ejemplo es la cadena de islas y montes submarinos de Hawái, donde la placa del Pacífico se mueve sobre un punto caliente.

Los puntos calientes pueden tener diferentes orígenes. Algunos, los más profundos, podrían venir del límite entre el manto inferior y el núcleo de la Tierra. Otros parecen originarse en la parte superior de grandes acumulaciones de lava caliente en el manto. El resto podría venir del manto superior, debido a la ruptura de la litosfera.

Formación por tensiones en las placas tectónicas

Otra idea es que las GPI se forman por las tensiones en las placas tectónicas. Estas tensiones fracturarían la litosfera, permitiendo que el magma suba a la superficie desde fuentes menos profundas. Se cree que los grandes volúmenes de magma se deben a flujos de convección en el manto superior.

Formación por depósitos tempranos

Algunos científicos sugieren que hay un depósito de material muy antiguo en el manto de la Tierra, que ha existido por unos 4,500 millones de años. Se cree que el magma de este depósito contribuyó a la formación de algunas GPI.

Formación por impacto de meteoritos

Se han observado siete pares de puntos calientes y GPI que se encuentran en lados opuestos de la Tierra. Esto es muy poco probable que sea una coincidencia. Se cree que los impactos de grandes meteoritos en el océano podrían generar ondas sísmicas que viajarían por todo el mundo y se concentrarían en el punto opuesto, rompiendo la corteza y creando una GPI. Sin embargo, esta idea ha sido cuestionada, ya que los impactos no siempre son tan eficientes sísmicamente.

Clasificación de las GPI

En 1992, la definición original de GPI incluía grandes áreas de rocas volcánicas ricas en hierro y magnesio. Estas rocas se formaron por procesos diferentes a la "normal" expansión del fondo marino. Esta definición incluía los basaltos de inundación continental, las mesetas oceánicas, los grandes grupos de diques y los márgenes volcánicos rotos.

Desde entonces, la definición de GPI se ha ampliado. Ahora incluye también grandes provincias de rocas graníticas, como las que se encuentran en los Andes de América del Sur.

Una definición más reciente de 2008 describe las GPI como provincias volcánicas con extensiones mayores de 100,000 kilómetros cuadrados, volúmenes de magma de más de 100,000 kilómetros cúbicos y una duración máxima de unos 50 millones de años. Se caracterizan por pulsos volcánicos cortos (de 1 a 5 millones de años) durante los cuales se forma la mayor parte del magma.

Ejemplos de GPI

Hay varios ejemplos bien estudiados de grandes provincias ígneas:

Grandes provincias riolíticas (GPR)

Estas GPI están compuestas principalmente de materiales claros y ricos en sílice. Ejemplos:

• Domingo de Pentecostés
• Sierra Madre Occidental (México)
• Malani
• Chon Aike (Argentina)
• Gawler (Australia)

Grandes provincias andesíticas (GPA)

Estas GPI están compuestas principalmente de materiales andesíticos. Ejemplos:

• Arcos de islas como Indonesia y Japón
• Márgenes continentales activos como los Andes
• Zonas de colisión continental, como la zona Anatolia-Irán

Grandes provincias basálticas (GPB)

Esta subcategoría incluye la mayoría de las GPI originales. Se compone de basaltos de inundación continental y oceánica.

Basaltos de inundación continental

Escarpe de los traps de Paraná en la provincia magmática do Paraná-Etendeka, Serra do Rio do Rastro, Santa Catarina

• Basaltos de inundación continental de Etiopía-Yemen
• Columbia River Basalt Group
• Traps del Decán (India)
• Grupo del Río Coppermine (Escudo Canadiense)
• Sistema de Fallas del Mediocontinente, Región de los Grandes Lagos, América del Norte
• Traps de Paraná y Etendeka (Paraná, Brasil – NE Namibia)
• Meseta brasileña
• Cratón del Río de la Plata (Uruguay)
• Karoo-Ferrar (Sudáfrica-Antártida)
• Traps siberianos (Rusia)
• Trapas Emeishan (China occidental)
• Provincia magmática del Atlántico Central (este de Estados Unidos y Canadá, norte de Sudamérica, noroeste de África)
• Provincia ígnea del Atlántico Norte (incluye basaltos en Groenlandia, Islandia, Irlanda, Escocia y Feroe)
• Gran Provincia Ígnea del Ártico Alto (incluye el Volcánicos de la Isla Ellesmere, Formación Strand Fiord, Cresta Alfa, Tierra de Francisco José, y Svalbard)

Inundaciones oceánicas basálticas/mesetas oceánicas

• Meseta de las Azores (océano Atlántico)
• Wrangellia Terrane (Alaska y Canadá)
• Gran provincia ígnea del Caribe (mar Caribe)
• Meseta Kerguelen (océano Índico)
• Meseta de Islandia (océano Atlántico)
• Meseta de Ontong en la isla de Java, Meseta de Manihiki y Meseta Hikurangi (suroeste del Océano Pacífico)
• Jameson Land

Grandes provincias basálticas-riolíticas (GPBR)

• Llanura del Río Serpiente - Llanuras Altas de Lava de Oregón
• Dongargarh, India

Grandes provincias plutónicas (GPP)

• Provincia magmática ecuatorial atlántica

Grandes provincias graníticas (GPG)

• Patagonia
• Batolito Perú-Chile
• Batolito de la cordillera de la Costa (sin Estados Unidos)

Otras grandes provincias plutónicas

• Partes de la Provincia magmática del Atlántico Central (este de Estados Unidos y Canadá, norte de Sudamérica, noroeste de África)

Estructuras relacionadas

Márgenes rotos volcánicos

Los márgenes volcánicos rotos se encuentran en el límite de las grandes provincias ígneas. Se forman cuando la ruptura de un continente va acompañada de una gran cantidad de magma que sube a la superficie. Se caracterizan por: rocas volcánicas basálticas, flujos de lava, láminas y diques, y una corteza inferior con características especiales.

Son ejemplos de márgenes volcánicos:

• El margen de Yemen
• El margen de Australia Oriental
• El margen de las Indias Occidentales
• El margen de Hatton-Rockal
• La costa este de los Estados Unidos
• El margen medio noruego
• Los márgenes brasileños
• El margen de Namibia

Enjambres de diques

Mapa del enjambre del dique Mackenzie en Canadá

Un enjambre de diques es una gran estructura geológica formada por un grupo principal de diques paralelos o radiales que se introducen en la corteza continental. Se componen de muchos diques que se formaron al mismo tiempo durante un solo evento volcánico. Estos enjambres son como las "raíces" de una provincia volcánica. Ejemplos:

• Enjambre de diques Mackenzie (Escudo Canadiense)
• Diques de largo alcance (Terranova y Labrador, Canadá)
• Enjambre de diques Mistassini (oeste de Quebec, Canadá)
• Enjambre de diques de Matachewan (norte de Ontario, Canadá)
• Meseta y cinturón de Sorachi (isla de Hokkaido, Japón)
• Dique de río Ceará-Mirim (provincia de Borborema, Noroeste de Brasil)
• Enjambre de diques de Ural (Rusia)

Láminas

Una serie de láminas relacionadas que se formaron al mismo tiempo (en pocos millones de años) a partir de diques relacionados pueden formar una GPI si su área es lo suficientemente grande. Ejemplos:

• Complejo de láminas de Winagami (noroeste de Alberta, Canadá)
• Complejo ígneo de Bushveld (Sudáfrica) con un área de más de 66,000 km² y un grosor de 9 kilómetros.

Correlaciones con la formación de GPI

Correlación con puntos calientes

La actividad volcánica temprana de los principales puntos calientes, que se cree que son el resultado de plumas profundas del manto, a menudo va acompañada de grandes erupciones de basalto. Estas erupciones han resultado en enormes acumulaciones de lavas basálticas, a un ritmo mucho mayor que el de los volcanes actuales. La separación de continentes a menudo sigue a este tipo de vulcanismo. Las provincias de basalto también pueden ocurrir en cuencas oceánicas, no solo en continentes. Es posible rastrear el punto caliente hasta los basaltos de inundación de una gran provincia ígnea.

Relación con eventos de extinción

Las erupciones o la formación de GPI parecen haber ocurrido, en algunos casos, al mismo tiempo que eventos de falta de oxígeno en el océano y extinciones masivas. Los ejemplos más importantes son los Traps del Decán (relacionados con la extinción del Cretáceo-Paleógeno), el Karoo-Ferrar (extinción Pliensbachian-Toarcian), la Provincia magmática del Atlántico Central (extinción Triásico-Jurásico) y los Traps siberianos (extinción Pérmico-Triásico).

Se han propuesto varias ideas para explicar esta relación. La erupción de GPI basálticas liberaría grandes volúmenes de gases de sulfato, que forman ácido sulfúrico en la atmósfera. Esto absorbería calor y causaría un enfriamiento significativo (como la erupción de Laki en Islandia en 1783). Las GPI oceánicas podrían reducir el oxígeno en el agua de mar.

Yacimientos de mineral

Las grandes provincias ígneas están asociadas con varios tipos de yacimientos minerales, que incluyen:

• Níquel-Cobre-Elementos del Grupo del Platino
• Porfirias
• Óxido de hierro cobre oro
• Kimberlitas

Galería de imágenes

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  Mapa que muestra las grandes provincias ígneas continentales de la corteza —tal como se ven en los registros de refracción sísmica—, con algunas de las mayores grandes provincias ígneas (color púrpura oscuro).

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  Gradas de los Tres Demonios en Moses Coulee, Washington es parte de la GPI de Columbia River Basalt Group.

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  Ilustración que muestra un dique vertical y una lámina horizontal.

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  Mapa del enjambre del dique Mackenzie en Canadá

Véase también

En inglés: Flood basalt Facts for Kids