¿Qué es un Cratón y cómo se formaron?

Un Cratón se define como una parte de la corteza continental que ha alcanzado la estabilidad (rigidez), es decir, no ha sido afectada por la actividad tectónica significativa durante el eón Fanerozoico (fragmentaciones o deformaciones). 

Los cratones son las partes más antiguas de la corteza continental, ya que se han datado con edades de más de 1.4 Ga.

La palabra proviene del griego “Kraton”, que significa “fuerza, potencia y/o fortaleza”. Los cratones tienden a ser llanos, o presentan relieves bajos con formas redondeadas y de rocas arcaicas

Fue propuesta por primera vez por el geólogo austríaco Leopold Kober en 1921 como “Kratogen”, refiriéndose a la parte estable de la plataforma continental y “Orogen” como el término utilizado para definir montañas o cinturones orogénicos. Más tarde, Hans Stille recortó el anterior término a Kraton, palabra que deriva a Cratón.


Generalidades

El término Cratón es frecuentemente usado para distinguir de aquellas partes de la corteza continental que se encuentran sometidos a procesos orogénicos (márgenes continentales, cuencas sedimentarias y orógenos), las cuales son cinturones lineales de acumulación y/o erosión de sedimentos sujetos a la subsidencia (cuencas) y/o al levantamiento (cadenas montañosas).

Los cratones se encuentran divididos geográficamente en zonas o provincias geológicas, distribuidos en todo el planeta. 

De acuerdo a la teoría de Tectónica de Placas, los cratones son descritos como una “balsa” de roca ligera flotante (provenientes de la cristalización de material ígneo en épocas primitivas de la Tierra) sobre una capa semifundida de manto plástico, en torno el cual acrecionarían en convección térmica sedimentos provenientes de la meteorización, erosión y transporte de rocas ígneas y otros fragmentos litosféricos.


Características

Los cratones son considerados como los protocontinentes, es decir, aquellas masas de corteza indivisible mediante el cual se formaron los continentes y supercontinentes en un tiempo geológico posterior, debido a la acreción en sus márgenes de subducción e intrusión magmática.

Por lo general, los cratones se encuentran ubicados en la zona central de la corteza continental, bordeados por cinturones montañosos o cuencas de formación más reciente.

Dentro del interior estable de un cratón, se encuentran zonas conocidas como Escudos, que son regiones extensas y relativamente planas de rocas ígneas y rocas metamórficas deformadas y que no han sido recubiertas por el mar.

El hecho de que nunca hayan podido ser sumergidas en las transgresiones marinas son un indicativo que solamente han sufrido movimientos tectónicos verticales y no experimentaron esfuerzos por plegamiento, ya que han podido resistir el empuje horizontal.


¿Cuál es la diferencia entre Cratón y Escudo?

El escudo son áreas constituidas por rocas ígneas y rocas metamórficas del precámbrico que se encuentran expuestas, que conjuntamente con una capa de sedimentaria extensa denominada plataforma, integran la base para la formación de un cratón. Por tanto, los escudos son una parte en sí que conforman un cratón.

La datación radiométrica de varios escudos ha revelado que se tratan de regiones verdaderamente antiguas. Todas ellas contienen rocas del Precámbrico con una edad superior a los 1.0 Ga, y otras se aproximan a los 4.0 Ga.

Las rocas más antiguas que se conocen, exhiben muestras de las fuerzas enormes que las han plegado, fallado y metamorfizado.

Existen otras zonas cratónicas en las que rocas muy deformadas, como las que se encuentran en los escudos, están cubiertas por una capa relativamente fina de rocas sedimentarias. Estas áreas se denominan plataformas estables.

Las rocas sedimentarias de las plataformas estables son casi horizontales, excepto en los puntos en los que se han formado grandes cuencas o domos. En la Figura 1 se puede observar la distribución de los cratones, escudos y plataformas en el mundo.


Distribución de los Cratones en el mundo
Fig. 1. Distribución de los Cratones, Escudos y Plataformas en el mundo.


Estructura de un Cratón

Los cratones tienen raíces litosféricas gruesas. La tomografía de manto muestra que los cratones están sustentados por un manto anormalmente frío, que corresponde a la litosfera de más del doble de espesor típico de 100 km (60 millas) de la litosfera continental no cratónica.

A esa profundidad, las raíces del cratón se extienden hacia la astenosfera. Por tanto, la litosfera de los cratones es claramente diferente a la litosfera oceánica, porque los cratones tienen una flotabilidad neutra o positiva y una densidad relativamente baja.

Esta baja densidad compensa los aumentos de densidad debido a la contracción geotérmica y evita que el cratón se hunda en el manto profundo.

La litosfera cratónica es mucho más antigua que la litosfera oceánica, hasta 4.000 millones de años frente a los 180 millones de años, respectivamente.

Los fragmentos de rocas (xenolitos) transportados desde el manto por magmas que contienen peridotita, se han manifestado en la superficie como inclusiones subvolcánicas denominadas kimberlitas.

Estas inclusiones tienen densidades consistentes con la composición del cratón, y están compuestas de material del manto residual de altos grados de fusión parcial. La peridotita está fuertemente influenciada por la inclusión de humedad. 

El contenido de humedad de la peridotita del cratón es inusualmente bajo, lo que conduce a una resistencia mucho mayor.

También contiene altos porcentajes de magnesio de bajo peso en lugar de calcio y hierro de mayor peso. 

Las peridotitas son importantes para comprender la composición profunda y el origen de los cratones, porque los nódulos de peridotitas son trozos de roca del manto modificados por fusión parcial.


Formación de un Cratón

El proceso por el cual los cratones se formaron a partir de rocas primitivas se llama Cratonización. Las primeras grandes masas terrestres cratónicas se formaron durante el eón Arcaico. 

Durante el Arcaico temprano, el flujo de calor de la Tierra era casi tres veces mayor de lo que es hoy día, debido a la concentración de isótopos radiactivos y al calor residual de la acumulación de la Tierra.

Hubo una actividad tectónica y volcánica considerablemente mayor; el manto era menos viscoso y la corteza mucho más fina.

Los cratones son considerados como los protocontinentes, es decir, aquellas masas de corteza indivisible mediante el cual se formaron los continentes y supercontinentes en un tiempo geológico posterior

Esto resultó en una rápida formación de la corteza oceánica en las dorsales y puntos calientes, y un rápido reciclaje de la corteza oceánica en las zonas de subducción.

Hay al menos tres hipótesis sobre cómo se han formado los cratones:


  1. La corteza superficial se espesó por una columna ascendente de material fundido profundo.
  2. Las placas de subducción sucesivas de la litosfera oceánica se alojaron debajo de un proto-cratón en un proceso de recubrimiento inferior.
  3. Acumulación de arcos de islas o fragmentos continentales que se juntan en balsa para espesarse en un cratón.


La superficie de la Tierra probablemente se dividió en muchas placas tectónicas pequeñas con islas volcánicas y arcos en gran abundancia. 

Los pequeños protocontinentes (cratones) formados cuando la roca de la corteza fue derretida y refundida por puntos calientes y reciclada en zonas de subducción.

No había grandes continentes en el Arcaico temprano, y los pequeños protocontinentes eran probablemente la norma en el Meso Arqueo, porque la alta actividad geológica les impedía fusionarse en unidades continentales más grandes. 

Estos protocontinentes félsicos (cratones) probablemente se formaron en puntos calientes de una variedad de fuentes: magma máfico que derrite las rocas más rocas félsicas, fusión parcial de rocas máficas y de la alteración metamórfica de rocas sedimentarias félsicas.

Aunque los primeros continentes se formaron en el Arcaico, la roca de esta edad constituye sólo el 7% de los cratones actuales distribuidos en el mundo; incluso teniendo en cuenta la erosión y destrucción de formaciones pasadas, por lo que la evidencia sugiere que sólo del 5-40% de la corteza continental actual se formó durante el Arcaico.


Erosión de los Cratones

La erosión a largo plazo de los cratones se ha denominado “régimen cratónico”. Implica procesos de pediplanación y grabado que conducen a la formación de superficies planas conocidas como penillanuras

Mientras que el proceso de grabado está asociado al clima húmedo y la plediplanación con el clima árido y semiárido, el cambio climático a lo largo del tiempo geológico conduce a la formación de penillanuras poligenéticas de origen mixto.

Otro resultado de la longevidad de los cratones es que pueden alternar entre períodos de niveles de mar relativos altos y bajos. 

El alto nivel relativo del mar conduce a un aumento de la oceanicidad, mientras que lo contrario conduce a un aumento de las condiciones del interior.

Muchos cratones han tenido topografías tenues desde la época precámbrica. Por ejemplo, el Cratón Yilgarn de Australia Occidental ya era plano en la época del Proterozoico Medio y el Escudo Báltico se había erosionado en terreno sometido ya durante el Meso Proterozoico Tardío, cuando los granitos rapakivi los intruyeron.


Principales Cratones de la Tierra

Cratón de Kaapvaal

El Cratón de Kaapvaal (provincia de Limpopo, Sudáfrica, ver Figura 2) es uno de los pocos lugares de la Tierra con una edad que se encuentra entre los 2.500 y 3.600 millones de años de acuerdo a la datación relativa, por lo que corresponde al eón Arcaico tardío, por lo que fueron parte del supercontinente Vaalbará.

El cratón tiene una superficie de 1,5 millones de km². Por el norte está unido al cratón de Zimbabue. Por el sur y el oeste está flanqueado por orógenos del Proterozoico y por el este con el monoclinal de Lebombo, que contiene rocas ígneas jurásicas asociadas a la fragmentación de Gondwana.

El Cratón de Kaapvaal se formó y estabilizó por las formaciones de batolitos graníticos que engrosaron y estabilizaron la corteza continental durante las primeras etapas de magmatismo y ciclo sedimentario.


Cratón de Kaapvaal
Fig. 2. Ubicación relativa del Cratón de Kaapvaal.


Cratón Pilbara

El Cratón de Pilbara se encuentra en una región homónima al oeste de Australia (ver Figura 3), que conjuntamente con el Cratón Kaapvaal, son las de mayor antigüedad en el planeta, con aproximadamente 2.700 y 3.600 millones de años, el cual corresponde al eón Arcaico.

Ha sido particularmente estudiado en la zona de Strelley Pool Chert, donde se encuentran estromatolitos que parecen confirmar la hipótesis de origen biológicos de los mismos, el cual se cree que fueron originados por cianobacterias, lo que daría indicio claro de ser los restos fósiles más antiguos del planeta.


Cratón de Pilbara
Fig. 3. Ubicación relativa del Cratón de Pilbara en el occidente australiano.


Cratón del Río de la Plata

Es uno de los 5 cratones del continente sudamericano. Ocupa el territorio actual de Uruguay, el este de Argentina y el sur de Brasil (ver Figura 4). Las rocas cristalinas del Cratón del Río de la Plata están datadas entre 2.200 y 1.700 millones de años atrás y ocupa una superficie de alrededor de 20.000 km².


Cratón Amazónico

También llamado Escudo Amazónico es una provincia geológica ubicada en América del Sur. Ocupa una gran parte central, norte y este del continente (ver Figura 4). 

El Escudo de Guayana y el Escudo de Brasil Central (o Escudo Guaporé) constituyen respectivamente las zonas más expuestas del cratón en el norte y en el sur. 

Entre los dos escudos se encuentra la cuenca sedimentaria del Amazonas, considerada una zona de debilidad del cratón. Se estima una edad mayor a los 1.300 millones de años.

Se cree que durante el Mesoproterozoico temprano y el Neoproterozoico tardío como período en el cual el Cratón Amazónico colisionó con el Cratón Báltico

Se especula que el terreno de Telemarkia en Noruega haya sido derivado del Cratón Amazónico, pero esta posibilidad no implica necesariamente que haya habido una colisión continental.


Cratón del Congo

El Cratón del Congo es uno de los antiguos cratones que formaron el moderno continente de África. Se estima que fue formado entre los 3.600 y 2.000 millones de años atrás, siendo tectónicamente estable desde entonces.

El Cratón del Congo ocupa gran parte del centro sur de África (ver Figura 4), que se extiende desde la región de Kasai (República Democrática del Congo) hasta Sudán y Angola. Engloba parte de los países de Gabón, Camerún y República Centroafricana. Una pequeña parte se extiende en Zambia.

El cratón fue cubierto por una capa de carbonato, que contiene estratos de origen glacial.


Cratón del Kalahari

Es uno de los cinco cratones del zócalo precámbrico que constituyen la placa africana. El Cratón del Kalahari subyace en una gran parte del sur de África, la cual se compone del Cratón de Kaapvaal y el Cratón de Zimbabue (ver Figura 4).

El núcleo arcaico-proterozoico del cratón se llamaría cratón del proto-Kalahari. Este núcleo sufrió una acreción que lo hizo mucho más grande de lo que es actualmente en el Mesoproterozoico. 

Antes de la orogenia panafricana era el más grande, pero las líneas de sutura y sus consecuencias son difíciles de localizar debido a la deformación provocada por la superposición de las huellas.


Cratón de África Occidental

El Cratón de África Occidental está formado por la fusión de tres cratones arcaicos: Leo-Man-Ghana, Taoudeni y Reguibat. Los dos primeros se aproximaron hace 2.100 millones de años, y el cratón de Reguibat hace 2.000 millones. Las raíces combinadas de los cratones se hunden 300 km en el manto litosférico subcontinental.

Se extiende desde el Anti-Atlas, en Marruecos, hasta el golfo de Guinea, y está rodeado por cinturones orogénicos​ móviles más recientes al norte, al este y al oeste (ver Figura 4). Las rocas más antiguas son rocas metamórficas de 2900 y 2500 millones de años. 

En el Sahara están casi enteramente recubiertas por sedimentos del Fanerozoico (desde hace 540 millones de años hasta nuestros días). Más al sur, rocas recientes, volcánicas y sedimentarias, afloran en Ghana, en Costa de Marfil y en Sierra Leona, rodeadas por lechos sedimentarios aún más recientes.


Cratón del Río de la Plata, Amazonía, Kalahari, Congo y África Occidental
Fig. 4. Ubicación relativa de los cratones del Río de la Plata, Amazonia, Kalahari, Congo y África occidental en el Mesoproterozoico. 


Fuente:

  • Colaboradores de Wikipedia. Cratón. Wikipedia, la enciclopedia libre (2021). https://es.wikipedia.org/wiki/Cratón
  • Tarbuck, E. y Lutgens, F. Ciencias de la Tierra, 8va. Edición. Pearson Education. Madrid, España (2005).
  • Ibáñez, J. El Mundo Perdido de los Tepuyes y el Escudo Guayanés: Una de las Grandes Maravillas de la Naturaleza. Madri+d Blogs (2008). https://www.madrimasd.org/blogs/universo/2008/02/17/84679


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