L’Oceà Roig: 13 milions d’anys de nous fons marins entre Àfrica i Aràbia

Geologia: Nico Augustin i Colin Devey, del Centre de Recerca Oceànica GEOMAR, de Kiel, juntament amb Froukje M. van der Zwan (de la Universitat Rei Abdul·là de Ciència i Tecnologia) i Bryndís Bransdóttir (de l’Institut de Ciències de la Terra de Reykjavík), han fet una compilació de dades sismològiques, gravimètriques i batimètriques de tota la conca de la Mar Roja. En un article a Nature Communications entren en el debat sobre l’estructura tectònica i d’escorça de la Mar Roja afirmant que l’extensió de fons oceànic té lloc fins ben al nord. Es tracta d’una expansió ultralenta però comparable a la que trobem en dorsals oceàniques plenament reconegudes. Els dubtes en aquest punt obeirien a la manca de dades detallades sobre el fons marí. Per sota dels sediments, Augustin et al. posen de manifest, a través de dades de camp gravitatori, d’elevacions volcàniques axials. A menys de 55 km de la costa hi hauria per tot el fons de la Mar Roja una extensió d’escorça oceànica, que hauria començat expandir-se des de fa 13 milions d’anys. La Mar Roja, en tant que conca oceànica madura, potser meritaria el nom, des del punt de mira geològic, d’Oceà Roig.

Augustin et al. integren dades de batimetria (a), d’anomalies de camp gravitatori (b) i d’anomalies magnètiques

La Mar Roja com a jove conca oceànica

La Mar Roja o Mar Vermella és un golf o braç de mar de l’Oceà Índic entre Àfrica i Àsia. Geològicament, però, és reconeguda com una conca oceànica. Es troba entre les conques oceàniques més joves i és considerada un model de l’esquerdament continental que precedeix a la formació d’una dorsal oceànica. Quin lloc en aquesta transició ocupen cadascuna de les seccions de la Mar Roja és matèria de debat. No resulta fàcil identificar l’estructura tectònica quan el fons marí és sepultat sota grans quantitats de sediment i de dipòsits de sal. Això no tan sols afecta a la informació batimètrica, sinó també a les lectures magnètiques i gravimètriques.

Augustin, Zawn i Devey desenvoluparen el concepte d’un nou model geològic, elaboraren els detalls de les interpretacions estructurals, les il·lustracions i redactaren un primer esborrany de l’article. Bona part de la redacció la realitzaren a Osten (entre el 21 i el 23 de febrer del 2018), i fou tramès a la revista el 16 d’abril del 2019. En el procés de revisió per a la revista participaren, entre d’altres Peter Betts i Joël Ruch. Bransdóttir contribuí a la col·lecció, visualització i interpretació de dades sísmiques i de mecanismes focals, que foren incloses en el redactat finalment acceptat el 22 de març.

Els autors tenen paraules d’agraïment per Jérôme Dyment, Philip Ball i Christian Heine, participants en la Conferència de Viena de la Unió de Geociències Europea d’ara fa quatre anys i que després visitaren el GEOMAR de Kiel.

Augustin et al. integren dades de gradient vertical de gravetat que revelen estructures d’escorça per sota dels sediments, amb les dades batimètriques i sísmiques, per tal de presentar un concepte tectònic del desenvolupament d’aquesta conca oceànica durant els darrers 13 milions d’anys.

Les dades emprades

Les dades batimètriques procedeixen del General Bathymetric Chart of the Oceans (GEBCO). El model de gravetat global és el WGM2012. La graella d’anomalia magnètica és la d’EMAG2. Les dades hipsomètriques són de Natural Earth. La graella de gradients verticals de gravetat són accessibles a Topex. Els catàlegs de terratrèmols són de l’International Seismological Centre.

Un model tectònic per al Rift de la Mar Roja

Les dades gradient vertical de gravetat (VGG) permeten fer visible tot el rift de la Mar Roja. Bona part del rift es troba soterrat per sediments i dipòsits, però Augustin et al. poden resseguir-lo al llarg de 1000 km. Amb una evolució de 30 milions d’anys, l’eix del rift pateix segmentacions i discontinuïtats, cosa que s’explica per la lentitud relativa del procés de generació d’escorça oceànica nova. Malgrat la coberta de sediments, les anomalies perpendiculars al rift (superiors als 70 eotvos o 7·10^-8 s) són d’una magnitud consistent. Les anomalies positives perpendiculars al rift que s’observen al centre i al nord de la Mar Roja coincideixen amb volcans axials o cims axials, com els monts submarins de Mabahiss i Hatiba. En la zona sud de la Mar Roja, on l’eix és exposat de manera contínua ja no s’observen aquestes discontinuïtats. Augustin et al. atribueixen aquesta diferència a l’acció de la ploma de mantell d’Afar, que aportaria un augment del subministrament de Magma a les latituds situades per sota del 20 °N.

La distribució de sismes al llarg del rift permet identificar la posició de les principals falles de transformació. L’activitat sísmica es concentra en la falla de transformació Mar Roja-Mar Morta que recorre el golf d’Àqaba (28 °N), en la zona de fractura de Zabargad (24 °N) i en el Rift de Danakil (14 °N).

Entre latituds de 20 °N i 27 °N, Augustin et al. identifiquen 11 corriols de segmentació, que van dels 103 km als 174 km. Els corriols s’estenen fins a menys de 55 km de la línia de costa. Amb taxes anuals d’expansió de 8-13 mm, aquests corriols marcarien una expansió d’escorça oceànica de 12,7-13,5 milions d’anys de durada. D’acord amb el seu model, la Mar Roja no seria una conca de transició entre l’esquerdament de l’escorça continental i l’inici d’expansió de l’escorça oceànica, sinó que ja es trobaria de ple en aquesta segona fase.

Segons el model tectònic d’Augustin et al., l’escorça oceànica abasta tota la longitud de la Mar Roja, fins gairebé tocar les entrades dels golfs de Suez i d’Àqaba.

Lligams:

- 13 million years of seafloor spreading throughout the Red Sea Basin. Nico Augustin, Froukje M. van der Zwan, Colin W. Devey, Bryndís Brandsdóttir. Nature Communications 12: 2427 (2021).