La danza de los continentes

A pesar de que la ciencia suele ser considerada como sinónimo de progreso, a veces también es perezosa a los cambios y la llegada de un nuevo paradigma científico puede tardar décadas en asentarse. La idea de que los continentes se movían tardó 30 años en ser aceptada por al comunidad geológica, y solo cuando las evidencias que se acumulaban a su favor fueron abrumadoras. Gracias al trabajo de Alfred Wegener, que propuso la Deriva continental, la geología encontró solución a muchos enigmas que tenía sobre la mesa, si bien no se resolvieron todos y todavía hoy en día quedan varios misterios en os que trabajar. En este post vamos a ir un paso más allá de Wegener y dejaremos de lado la Deriva continental para adentrarnos en la tectónica de placas, uno de los pilares fundamentales de la geología moderna.

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En el Monumento Natural de Paria Canyon-Vermillion Cliffs, en Arizona, una combinación de sucesos geológicos ha llevado a la generación de una de las formaciones geológicas más conocidas del mundo (imagen tomada de elviajerofeliz.com).

El misterio de la litosfera que «falta»

La prueba definitiva que demostró que Wegener estaba en lo cierto fue el descubrimiento de que el fondo oceánico se expandía. Pero este descubrimiento planteaba un gran problema. Porque si la litosfera se genera en las dorsales, necesitábamos un lugar en el que se destruyera al mismo ritmo para explicar por qué el planeta no crecía indefinidamente. La respuesta a este misterio no tardó en llegar debido a que antes incluso de que se descubriera que el fondo oceánico se expandía ya habíamos encontrado que en la costa del Pacífico los terremotos se concentraban en una banda de 45º de inclinación que llegaba hasta los 700 km de profundidad. Esta banda, que más tarde se encontró en otras partes del planeta, era el resultado de la subducción de unas placas litosféricas bajo otras. Es decir, eran los lugares en los que la litosfera desaparecía. Con los años hemos descubierto que el ángulo de estas zonas no siempre es de 45º, sino que lo normal es que oscile entre 20-90º, aunque sí que se cumple esa profundidad máxima de los hipocentros de 700 km. Hoy en día creemos que esa es la profundidad en la que los fragmentos de litosfera que subduccen se equilibran con el resto del manto, si bien no se destruyen en ella sino que continúan hasta los 2900 km de profundidad. Esa es a profundida del límite del Núcleo, donde tenemos una capa, la capa D”, que es el auténtico «cementerio de las placas tectónicas».

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Los terremotos más profundos del planeta ocurren a un máximo de 700 km y se localizan en las llamadas zonas de subducción, en las que la litosfera inicia su descenso al interior de la Tierra (imagen modificada a partir de geofrik.com).

Las placas tectónicas

Todos hemos oído hablar de que nuestro planeta tiene tres capas que denominamos corteza (superior), manto (intermedia) y núcleo (interior). Esa es la división clásica, el denominado modelo estático, que tiene en cuenta la composición química de las distintas capas sólidas (geosferas) de nuestro planeta. Pero cuando hablamos de la tectónica de placas no solemos hablar de corteza, manto y núcleo sino de litosfera, astenosfera, mesosfera y núcleo. Esta es la clasificación de las capas según su comportamiento mecánico, el llamado modelo dinámico. En algunos casos ambas clasificaciones coinciden porque la química puede determinar el comportamiento mecánico, que es lo que tenemos con el núcleo, pero en otros casos, como ocurre con la capa rígida y más superficial de planeta, no es así. De este modo en este post vamos a hablar de litosfera, que incluye la corteza y parte del manto superior y la astenosfera, que es una capa muy importante que tenemos dentro del manto.

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En geología usamos dos clasificaciones de las capas de la Tierra según el criterio que elijamos. El modelo estático tiene en cuenta la química de los materiales y es la clasificación clásica de corteza, manto y núcleo. Por su parte, el modelo dinámico tiene en cuenta el comportamiento y divide el interior en un número mayor de capas, entre las que se encuentran la litosfera y la astenosfera (imagen frecuente en internet, de autor desconocido).

La superficie del planeta está formada por una especie de capa sólida y dura que conocemos como litosfera. Esta capa está «rota» en un montón de fragmentos que han recibido el nombre de placas tectónicas y que «flotan», por decirlo de alguna manera, sobre la astenosfera, una capa mucho más densa que tiene un comportamiento fluido (que no significa que sea líquida). En la actualidad tenemos identificadas siete placas tectónicas mayores (Euroasiática, Pacífica, Antártica, Norteamericana, Sudamericana, Africana y Australiana) y un gran número de placas menores que se mueven de manera independiente unas de otras, de un modo muy similar a los trozos de hielo de un granizado medio fundido. Estos movimientos son la clave de la tectónica de placas, pues gracias a ellos se abren y se cierran los océanos, se producen las subducciones y se forman nuevos sistemas montañosos.

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En la actualidad la litosfera terrestre está formada por un gran número de placas tectónicas de diferentes tamaños que «flotan» sobre la astenosfera, separándose unas veces y colisionando otras (obtenido de wikipedia.org, a su vez modificado de USGS).

Los límites de placa

Como fragmentos que son, las placas tectónicas no son infinitas sino que tienen unos límites, que son donde están en contacto con otras placas tectónicas. En algunos lugares del planeta existen puntos donde se ponen en contacto tres placas tectónicas, los llamados puntos triples, pero lo normal es que los bordes de placa sean superficies lineales en las que se ponen en contacto dos placas tectónicas. Y dado que es en estos límites donde se concentran las deformaciones que experimentan, es en ellos donde también se concentran los terremotos. Existen tres tipos de límites de placas en función de cuál es el movimiento relativo entre ellas, tres tipos que podemos explicar usando los tres tipos principales de fallas.

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Las fallas geológicas las clasificamos en función del movimiento relativo de sus bloques (labios) en tres tipos: fallas normales, fallas inversas y fallas de desgarre (imagen propia).
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En los bordes constructivo se genera litosfera nueva a partir del ascenso de magma procedente del manto (modificado a partir de bekyta.weebly.com).

Los bordes constructivos (o divergentes) son las zonas donde las dos placas que están en contacto se separan una de la otra como consecuencia del ascenso de material magmático procedente del manto. Esta salida de magma, que indica una importante actividad volcánica, es la responsable de la formación de nueva litosfera. En los bordes destructivos son comunes las fallas normales, aunque la actividad sísmica no es importante. Las dorsales mesoceánicas, descubiertas por Marie Tharp, y los rifts continentales son ejemplos de bordes constructivos.

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En los bordes destructivos la litosfera oceánica subduce y desaparece de la superficie del planeta (modificado a partir de bekyta.weebly.com).

Los bordes destructivos (o convergentes) corresponden con las zonas en las que la litosfera oceánica subduce y desaparece de la superficie. En estos bordes las placas siempre tienen un movimiento convergente (de aproximación), siendo el tipo de fractura dominante el de falla inversa. Los bordes destructivos son muy activos desde el punto de vista sísmico, ya que los mayores terremotos del planeta se generan siempre en ellos. También tienen una importante actividad volcánica, aunque esta no siempre se produce.

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Los bordes transformantes son aquellos en los que ni se crea ni se destruye litofera (modificado a partir de bekyta.weebly.com).

Los bordes transformantes son un caso particular de límite de placas porque en él ni se crea ni se destruye litosfera. El movimiento que tienen las dos placas en este tipo de bordes es lateral, con una placa moviéndose con respecto a la otra, pero sin que haya acercamiento o alejamiento. Es por ello que el tipo de falla principal en ellos sean las fallas de desgarre. En los bordes transformantes hay una importante actividad sísmica, aunque no tanto como en los bordes destructivos, y nula actividad volcánica.

El ciclo de Wilson

Alfred Wegener propuso que los continentes se movían, pero quien explicó como lo hacían fue John Tuzo Wilson (1908-1993), geólogo y geofísico canadiense que creía que la clave de la tectónica de placas estaba en la apertura y cierre de océanos. Según él existía un ciclo, el ciclo de Wilson, que estaba constituido por varias etapas que podemos denominar usando lugares de planeta donde están ocurriendo. La primera de estas etapas la constituye el momento en el que un continente se rompe por el ascenso de una pluma mantélica y se genera una cuenca continental de gran actividad volcánica (Etapa de Rift Valley). Con el tiempo esa cuenca continental se va ensanchando, hasta que llegado un momento en el que el mar la invade y pasa a definir una cuenca marina estrecha (Etapa de Mar Rojo) que sigue ensanchándose hasta convertirse en un océano de márgenes pasivos (Etapa Atlántica). Pero la litosfera oceánica es más densa que la continental, y lo es más cuanto más vieja es, por lo que cuando se llega a cierta anchura la litosfera oceánica no pueda mantenerse y empieza a subducir bajo el continente (Etapa Pacífica). La parte final del ciclo de Wilson sucede cuando la dorsal subduce y deja de crearse litosfera, iniciándose un rápido cierre del océano que acaba con la colisión de los dos continentes y la generación de un sistema montañoso (Etapa Himalaya).

Consideraciones finales

El modelo del ciclo de Wilson lleva décadas en vigor, aunque en los últimos años se ha planteado que quizás el inicio no esté en los bordes constructivos sino en los destructivos. Según este nuevo modelo, que no dejaría de ser una nueva versión del ciclo, cuando una dorsal desaparece en la subducción se produce un tirón que causa que, en otro lugar de la placa, se abra una nueva dorsal. Sea o no cierto este nuevo modelo, lo que es indudable es que la geología sigue avanzando como ciencia y que los modelos que parecían incuestionables hace unos años, hoy en día podrían ser sustituidos por otros más modernos y acertados. Porque en ciencia no hay palabras absolutas ni dogmas, solo hay observaciones, argumentos, hipótesis y teorías.

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