La Enciclopedia Libre Universal en Español dispone de una lista de distribución pública, enciclo@listas.us.es

Tectónica de placas

De la Enciclopedia Libre Universal en Español
Saltar a: navegación, buscar

La tectónica de placas la teoría científica que explica el funcionamiento de la corteza terrestre en función del movimiento de placas que al ser desplazadas sobre el manto, chocan entre sí, dando nacimiento a las cordilleras o se separan, generando nueva corteza y la deriva de los continentes. Es la responsable de los movimientos orogénicos.

Planteamiento e historia

Los movimientos orogénicos son aquellos que producen las irregularidades el relieve. La actual teoría para explicarlos es la tectónica de placas. Se trata de una teoría global que pretende explicar los movimientos de toda la corteza terrestre, formulada hacia los años 60 del siglo XX, hoy, tras aportar algunas pruebas, es el paradigma que explica el relieve de la Tierra.

Teoría de la contracción terrestre

Antes de la tectónica de placas, en el siglo XIX, la teoría más difundida era la de la contracción. Según esta la Tierra, en un principio fue una bola caliente y dilatada. Al producirse el enfriamiento en el exterior, y continuar el calor interior, se agrietó la corteza formando las grandes cuencas oceánicas. Al continuar el proceso de enfriamiento la dilatación inicial se perdió, se redujo el volumen y la corteza se ajustó a la nueva situación arrugándose en determinados sitios. Los materiales erosionados de las grandes cadenas montañosas se acumularían en grandes cuencas (geosinclinales) y la presión ejercida por el peso en ese punto provocaría un ascenso de la región circundante, formando montañas (geoanticlinales). El problema de esta teoría es que, ya en la época, se reconocían varias orogenias sucesivas en el tiempo, y era muy difícil explicar cómo un enfriamiento, que debería haberse producido en la misma época, había creado montañas en épocas distintas.

Teoría de la deriva continental

Hacia 1912 el meteorólogo alemán Alfred Wegener tras fijarse en que la forma de los continentes americano, europeo y africano encajaban formuló la hipótesis de que en un tiempo pasado estuvieron unidos (hasta el Carbonífero, 300 millones de años), se fragmentaron y se separaron. Existía un único continente llamado Pangea. Fuerzas laterales lo rompieron en dos continentes, Laurasia al norte, y Gondwana al sur. Estos continentes también se partirían y separaron y sus partes migraron hasta formar los continentes y mares actuales.

Los desplazamientos provocarían movimientos horizontales y sus colisiones serían el origen de las grandes cadenas montañosas. Wegener aportó indicios de que su hipótesis era correcta: la existencia de plantas y animales fósiles idénticos en América del Sur, África, la India, Australia y la Antártida; coincidencia de las mismas estructuras geológicas entre América del Norte y Europa, o América del sur y Sudáfrica y de restos de la misma glaciación en ambos lados.

El problema era explicar cómo se movían los continentes y ante esta imposibilidad se creó la hipótesis de los puentes continentales, para explicar las evidencias encontradas por Wegener. Estos puentes hoy estarían hundidos (tomando como modelo la Atlántida), pero eso viola el principio de isostasia. Wegener lanzó dos hipótesis para explicar este movimiento, la fuerza centrífuga de la rotación de la Tierra y las fuerzas de marea, pero ambas resultan demasiado débiles.

No obstante, a comienzos del siglo XX el estudio de la propagación de las ondas sísmicas fue revelando la estructura en capas de diferente densidad en el interior de la Tierra. Además, se probó que en el pasado el campo magnético de la Tierra había estado invertido. Todo ello indicaba que el interior de la Tierra no era tan estable y rígido como se sospechaba y al final de su vida Wegener lanzó la hipótesis de la existencia de corrientes convectivas en el interior de la Tierra, y es que hasta el momento se suponía un interior de la Tierra frío.

Qué mueve los continentes

Sería Arthur Holmes, uno de los más acérrimos detractores de Wegener, quien daría con la clave de cómo se mueven los continentes. El estudio del interior de la Tierra revelaba que sus rocas, por la temperatura que tenían, podían comportarse como un fluido denso, es decir podían tener corrientes convectivas como las de la atmósfera. La discontinuidad de Moho se comportaría como la de la tropopausa. Las rocas del manto se comportan como un fluido porque debido a sus altas temperaturas están muy cercanas a su punto de fusión, y por lo tanto tienen un comportamiento plástico.

Corrientes convectivas en el manto

Las corrientes convectivas ascienden en un punto porque están más calientes que su entorno, al llegar a la discontinuidad de Moho se dispersa horizontalmente enfriándose a medida que se alejan. Cuando están suficientemente frías descienden hasta el núcleo donde se vuelven a dispersar horizontalmente alimentando de nuevo las corrientes ascendentes. En este ciclo, semejante a una cinta sin fin, las corrientes horizontales superiores son las que trasladan sobre sí los continentes.

Si el flujo ascendía en medio de un continente, el calor suplementario era capaz de romperlo y tras ello separarlo, y la brecha se inundaría formando las cuencas oceánicas. Recuperaba así el continente de Pangea.

El único problema era en dónde nacían las corrientes. Con un núcleo terrestre muy pequeño sólo podría haber dos células convectivas, pero con un núcleo grande puede haber muchas y el núcleo de la Tierra es grande, y demás las corrientes convectivas son más activas en el manto superior.

El problema del paleomagnetismo terrestre

La Tierra tiene un campo magnético porque su núcleo oblongo que tiene grandes cantidades de hierro y está en rotación. Las rocas procedentes del manto, incandescentes, al enfriarse y traspasar el punto de Curie el mineral de hierro (770º) y el de níquel (358º) se orientan según el campo magnético del momento.

Se había comprobado que el polo magnético de la Tierra se había situado en diferentes lugares a lo largo de la historia, pero si la teoría de la deriva continental era cierta, estas variaciones se podían deber a la migración de los continentes, y no a una variación del campo magnético. Los continentes habrían ido pasando, sucesivamente, por el polo magnético. Sin embargo, entre los años 1954 y 1962 se descubrió que en el fondo oceánico las rocas se disponían en bandas paralelas y cada una de ellas tenía la dirección magnética actual o contraria alternativamente. Esto probaba la inversión repentina de la dirección del campo magnético terrestre. Pero tenía un corolario; las rocas debían haberse enfriado en épocas diferentes.

El relieve submarino: las dorsales y fosas oceánicas

A finales del siglo XIX se tendió el primer cable submarino entre Europa y América. A mitad del Atlántico se encontraron con una elevación la llamaron la «meseta del telégrafo». El relieve submarino no era plano. Tras la segunda guerra mundial las prospecciones petrolíferas se multiplicaron por todo el mundo y con el desarrollo del sónar, se constató que estas elevaciones tenían continuidad por todo el mundo y a través de todos los océanos (1957). Se trataba de una serie de cadenas montañosas continuas, más de 65.000 kilómetros. Se constató que el flujo de calor en las dorsales era mucho mayor de lo que cabría esperar, y también los valores de gravedad.

Dorsales y fosas oceánicas

Estas dorsales tienen unos 3.000 metros de altura, que además es más o menos constante. La cima tiene forma de rift (por el valle del Rift, en la región de los Grandes lagos africanos) es decir, presentan una depresión en la parte central; y están falladas.

Por otra parte las mayores profundidades de los océanos se encuentran en las proximidades de los continentes son las fosas oceánicas, que presentan un perfil en V, y tienen asociadas a ellas arcos de islas volcánicas. También se constató que los valores de la gravedad eran mucho menores de lo que cabría esperar. En un principio se creyó que estas fosas eran geosinclinales, pero los sedimentos encontrados en ellas eran muy pocos. De hecho la mayor cantidad de sedimentos se encontraba justo antes de que comenzase la fosa.

Esquema de la zona de subducción

A partir de los años 1950 los científicos se dieron cuenta de que la mayor parte de los terremotos y los volcanes tenían lugar en las dorsales y las fosas oceánicas. Sobre todo en las fosas que presentaban una peculiaridad, dependiendo de dónde tuviese lugar epicentro del terremoto el foco se encontraba a mayor o menor profundidad. Se descubrió, así, un plano inclinado de unos 45º llamado zona de Benioff.

Los terremotos superficiales eran propios de las dorsales y también de las fallas transformantes, fallas perpendiculares al eje de la dorsal.


El paradigma teórico

En los años 60 del siglo XX se aportar algunas pruebas que explican el relieve de la Tierra, que, aunque no son definitivas, sí hacen encajar razonablemente bien todos los elementos estructurales del relieve. Hoy en día ninguna otra teoría ofrece mejores resultados.

El problema del punto caliente y el modelo actual

Además del mecanismo convectivo en el manto se dan también ascensos anómalos llamados puntos calientes. Estos puntos calientes generan en medio de las placas fenómenos volcánicos, como las islas de Hawaii, Canarias o Yellowstone, aunque no tienen porqué ser permanentes, como el Campo de Calatrava (España). Los puntos calientes son un problema para el esquema de células convectivas, ya que si hay una corriente ascendente le debería corresponde otra descendente.

Hoy en día se considera que no son necesarias células convectivas completamente cerradas como las de la atmósfera sino que existen columnas ascendentes y columnas descendentes con capacidad para empujar horizontalmente las placas. Las columnas descendentes tendrían capacidad para arrastrar hacia el manto a la litosfera. En general se tendería a la célula convectiva pero no sería absolutamente necesario. El problema de este modelo es que deberían existir «puntos fríos» igual que los calientes, cosa que no se ha constatado. Los puntos calientes se consideran como el nacimiento de una nueva dorsal oceánica.

El ciclo de Wilson

Todos los procesos anteriormente expuestos se sintetizan en el ciclo de Wilson, que debe su nombre a John Tuzo Wilson que integra el ritmo del tiempo geológico y la fusión y ruptura de placas.

El ciclo del Wilson comienza con la fragmentación de un continente debido a la acción de un punto caliente. El punto caliente se formaría, por una mala «ventilación», debajo de los continentes. Este foco produce el adelgazamiento y fracturación de la litosfera. Aparece, entonces, un rift que irá evolucionando hasta convertirse en un océano. El fondo de este océano está formado por bandas paralelas de basalto que reflejarán las inversiones magnéticas. Los continentes de ambos lados del rift quedarán como costas sin actividad sísmica, en las que se producirá una importante sedimentación. La corteza oceánica irá enfriándose a medida que se aleja de la dorsal, haciéndose más rígida y densa. Cuando esté suficientemente fría se romperá y comenzará la subducción, en la parte más débil (la más cercana al continente). Se genera, así, una fosa, por la que se destruye la corteza oceánica. Si la fosa se crea, en parte, sobre la corteza continental el océano tenderá a cerrarse, originando un relieve de colisión al plegar los sedimentos del borde continental y fracturar el borde del continente. Este relieve se sutura fusionando sendas placas, y formando un gran continente, aunque quedará una cicatriz más débil. Sobre este gran continente aparecerá de nuevo un punto caliente que lo romperá. Según este esquema alrededor de un continente antiguo se irán fusionando, además de otros continentes, rocas procedentes de la corteza oceánica más modernos.

Se considera que a lo largo de la historia de la Tierra este ciclo se ha completado en cinco ocasiones, precedido por una tectónica de miniplacas, hace entre 2.800 y 2.500 millones de años. Esta es la época en la que se formaron las grandes extensiones de granitos. Los supercontinentes se disgregarían y se uniría en varias ocasiones: hace 2.100 millones de años (Pangea I), 1.800-1.600 millones de años (Pangea II), hace 1.100 millones de años (Pangea III). Y hace 600 millones de años se formó Pangea IV que sufrió un ciclo de Wilson completo hasta formar, hace 250 millones de años, Pangea V que comenzaría el ciclo actual. Pangea V se corresponde con el Pangea que imaginara Wegener. Según esto los supercontinentes se forman cada 400 ó 500 millones de años, y un punto caliente es capaz de romper un continente en 100 millones de años.

Algunos autores piensan que este ciclo es un modelo más que una realidad, y que los grandes supercontinentes no están unidos al mismo tiempo nunca, sino que se agregan y se disgregan partes en diferentes momentos de la historia de la Tierra, más o menos próximas. Recordamos esto por que los puntos calientes se pueden producir bajo la corteza oceánica, y no necesariamente bajo los continentes más grandes, ni en su centro, que es donde peor «refrigeración» existiría. En la actualidad los puntos calientes más activos están en las islas Canarias, Cabo Verde, el parque de Yelowstone, etc. Es muy posible que, al tiempo que en una parte se esté disgregando, en otra se esté agregando, e incluso que mientras está chocando una placa contra otra, en el interior de una de esas placas se esté formando un nuevo rift que rompa y separe otras placas. Eso es lo que parece pasar e la actualidad en la placa africana que se separa a lo largo de la dorsal del Índico empujando hacia el continente africano pero también se separa a lo largo del valle del Rift, empujando el continente africano hacia el Índico. El ciclo de Wilson da una importancia excesiva a los continentes, aunque su modelo no se puede olvidar.

El principal problema que no resuelve la teoría es cómo se producen las corrientes convectivas, cuáles son las irregularidades en el manto, o en el núcleo, que permite que en un determinado punto la temperatura sea mayor (o menor) que en su entorno.

Referencias

Artículos relacionados


Otras fuentes de información

Notas