Arcos volcánicos y subducción

Ya en la década de 1930, sismólogos estadounidenses descubrieron problemas dinámicos particulares de las costas de tipo pacífico. Mostraron que hay terremotos asociados a estas zonas en puntos de baja profundidad en el lado exterior (u oceánico) de los arcos de islas volcánicas, pero que la profundidad de las sacudidas crece hasta alcanzar un máximo de 700 km a una distancia de 700 km hacia tierra desde el frente del arco. Analizando con detalle un caso particular, el geólogo estadounidense Hugo Benioff concluyó que esta geometría representa un plano de falla que se extiende a través de la corteza hasta el manto superior, inclinado hacia abajo con un ángulo de unos 45°. En 1906, se propuso la existencia de una estructura similar, la parte sur de los Alpes penetrando bajo su parte norte. En la década de 1950 se llamó a este proceso subducción.
Se ha probado la existencia de planos de subducción similares a lo largo de casi todas las costas de tipo pacífico (donde no se han encontrado hay pruebas geológicas que muestran que antes había, pero que ahora están inactivas). Muchas de estas zonas revelan un sistema de fallas mayor que corre paralelo al sistema montañoso general. A lo largo de intervalos muy prolongados, el movimiento de una falla pasa de gradual a abrupto y se puede producir un desplazamiento de entre 1 y 5 m en un único terremoto. Fallas así se han encontrado en Chile, Alaska, Japón, Taiwan, Filipinas, Nueva Zelanda y Sumatra.
Durante la subducción, la corteza oceánica penetra en el manto y se funde. Al reciclarse de forma continua, no hay zonas de la corteza moderna de los océanos que tengan más de 200 millones de años de antigüedad. Los bloques corticales se mueven y chocan constantemente cuando son transportados por las distintas placas.
Una consecuencia importante de la fusión de la corteza oceánica subducida es la producción de magma nuevo. Cuando la corteza se funde, el magma que se forma asciende desde el plano de subducción, en el interior del manto, para hacer erupción en la superficie terrestre. Las erupciones de magma fundido por subducción han creado cadenas largas y arqueadas de islas volcánicas, como Japón, Filipinas y las Aleutianas. Allí donde una placa tectónica oceánica es subducida bajo corteza continental, el magma producido hace erupción en los volcanes situados a lo largo de cadenas montañosas lineales, conocidas como cordilleras, hasta una distancia de unos 100 km tierra adentro desde la zona de subducción (esta zona se sitúa a lo largo de una zanja submarina situada a cierta distancia del continente). Además de crear y alimentar volcanes continentales, la fusión de la corteza oceánica subducida es responsable de la formación de algunos tipos de yacimientos de minerales metálicos valiosos.

Teoría integrada de la tectónica de placas
Con todos estos conocimientos sobre la expansión del fondo marino y sobre las zonas de subducción, lo que quedaba era combinarlos en un sistema integrado de geodinámica. En la década de 1950, el geofísico canadiense J. Tuzo Wilson demostró la continuidad global de las zonas de subducción, bastante parecida a los pespuntes de una pelota de fútbol. El geólogo estadounidense Harry Hammond Hess señaló que, si el fondo oceánico se separaba en un lado del globo, debía producirse subducción en el otro; si no, el tamaño de la Tierra aumentaría sin parar. Xavier LePichon, estudiante francés de sismología en Lamont, estudió la geometría de las placas a partir de datos sísmicos y el geofísico estadounidense Robert Sinclair Dietz tomó las pruebas de Wegener sobre la deriva continental y reconstruyó las posiciones de los continentes y de las placas continentales en fases sucesivas desde la actualidad hasta hace unos 200 millones de años. Desde entonces, la teoría de la tectónica de placas ha sido debatida, probada y extendida; se ha convertido en un nuevo paradigma y en el centro de la controversia de las ciencias geológicas.