Desarrollo y aplicación de modelos numéricos termomecánicos de procesos de delaminación continental

Abstract

En esta tesis doctoral hemos desarrollado teóricamente e implementado en lenguaje MATLAB un nuevo modelo numérico termomecánico con enfoque viscoso para modelizar y caracterizar el mecanismo de delaminación continental con migración lateral del punto de delaminación. Según nuestros resultados, el desarrollo del mecanismo está favorecido por una corteza inferior orogénica de baja viscosidad y alta densidad. La migración lateral es muy sensible a la variación de la viscosidad en el manto litosférico y se acompaña de engrosamiento cortical y litosférico delante del punto de delaminación y adelgazamiento cortical y litosférico detrás. El material cortical arrastrado adopta una forma estrecha y alargada, muy similar a la geometría típica de la corteza en zonas de subducción oceánica. Hemos aplicado el modelo a dos “laboratorios naturales”: el Mar de Alborán y las montañas meridionales de Sierra Nevada, en California. En ambos casos nuestros resultados reproducen numéricamente evoluciones planteadas conceptualmente por autores previos y permiten explicar diferentes observables de las zonas. La delaminación es un proceso muy adecuado para estudiar el acoplamiento entre el comportamiento frágil y dúctil de los materiales debido a la interacción de material de corteza, manto litosférico y astenosfera. Hemos desarrollado en lenguaje FORTRAN una nueva subrutina, para el programa FDCON, que implementa una nueva metodología para reproducir simultáneamente el comportamiento frágil y dúctil. Nuestros resultados muestran que la localización de la deformación en bandas de cizalla se reproduce sólo con que se reduzca la viscosidad de cizalla manteniendo constante la viscosidad normal, sin necesidad de incluir otros procesos de debilitamiento. El ángulo obtenido para las bandas coincide con el ángulo de Arthur. Esta tesis doctoral abre la puerta a un futuro desarrollo de esta metodología que nos permita modelizar procesos litosféricos controlados por la interacción entre litosfera y manto subyacente, como es el caso de la delaminación continental.