La Tierra como organismo vivo

Cuando miramos a nuestro alrededor podemos ver con bastante facilidad que el mundo en el que vivimos está en constante cambio. Las estaciones se suceden unas a otras, los días dan paso a las noches y las noches a nuevos días, el mar sube y baja con las mareas… Todo a nuestro alrededor cambia constantemente, aunque no todos los cambios se producen por los mismos motivos. Unos lo hacen porque responden a ciclos establecidos que se repiten cada cierto tiempo, pero otros lo hacen porque las condiciones que los permiten cambian. Y es que en realidad vivimos en un mundo muy delicado que está sustentado por una serie de equilibrios que cuando se alteran pueden desencadenar grandes cambios, algunos con consecuencias catastróficas para el planeta. En esta entrada vamos a ver cómo consideramos los geólogos al planeta Tierra, principal objeto de nuestros estudios y único hogar que tenemos en el Universo.

Imagen de los terrenos multicolores (falseados en fotografías como esta) del Parque Geológico de Zhangye, en China. Las variaciones de coloración reales son más suaves y son la consecuencia de varios procesos de sedimentación, erosión y levantamiento tectónico que han actuado a lo largo de 24 millones de años (fuente desconocida, fotografía presente en muchos sitios webs).

Un planeta dinámico

La Tierra es un planeta que está muy vivo. En él tenemos una tectónica activa que hace que todo en su superficie cambie constantemente, que las montañas se eleven o desaparezcan, que se formen nuevas formas de relieve, que los continentes se muevan y los océanos se abran y se cierren. También es un planeta único en muchos aspectos. La Tierra es el único planeta tectónicamente activo que conocemos, aunque hay evidencias que indican que Marte pudo haberlo sido en el pasado (puede que incluso lo siga siendo) y que Venus lo es a su manera. Y digo a su manera porque la tectónica terrestre actual, basada en la existencia de numerosas placas tectónicas que se mueven y colisionan unas con otras, no es el único tipo de tectónica que conocemos. De hecho incluso en nuestro planeta hemos podido tener otras formas de tectónica, ya que se cree que en el Arcaico la tectónica reinante pudo haber sido muy diferente a la actual.

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 datos que tenemos del registro rocoso del planeta indican que hace 3800 millones de años (Ma) la litosfera terrestre era mucho más fina y mucho más caliente que la actual. Algunos autores creen que en un primer momento toda la litosfera era una única placa que se fue rompiendo poco a poco, pero hay otros autores que creen que en el Arcaico lo que teníamos era una tectónica de microplacas, con las deformaciones afectando a toda la corteza y no solo concentrándose en los bordes. En cualquier caso, y al igual que ocurre hoy en día, el motor que mantenía activa la tectónica del planeta debió ser el calor interno de la Tierra, que en buena parte procede de la desintegración radiactiva de los radioisótopos. Todavía nos queda mucho por conocer de los primeros millones de años de vida de nuestro planeta, pero lo que sí sabemos es que con el comienzo del eón Proterozoico (2500 Ma) ya se estableció la tectónica que tenemos hoy en día. Así podemos ver que incluso algo aparentemente tan estable como es la tectónica no ha permanecido invariable a lo largo del tiempo. Un claro ejemplo de que nada es eterno en la Tierra.

En la actualidad Venus y la Tierra tienen muy poco en común, más allá de un tamaño casi igual y de orbitar la misma estrella, pero algunos autores creen que en el pasado ambos planetas compartieron mucho más que eso. Es posible que en los primeros mil millones de años los dos planetas compartieran un mismo modelo de tectónica (arriba), que con el tiempo ha evolucionado de manera diferente en los dos casos (V.L. Hansen and Lithosphere).

La tectónica del planeta es de gran importancia para comprender su dinamismo, pero lo es más para tratar de entender a qué se debe otra de sus rarezas más especiales. Porque aunque la Tierra no sea el único cuerpo del Sistema Solar con una tectónica, sí es el único que conocemos con vida. Por el momento no estamos muy seguros de cómo surgió la vida, tampoco si apareció aquí o vino desde el espacio (paspermia), pero sí tenemos muy claro que existe vida desde un momento muy temprano de la historia del planeta. Los primeros restos fósiles tienen 3800 millones de años de antigüeda y coinciden con el momento en el que aparecen los primeros indicios de tectónica terrestre. Es por este motivo que muchos investigadores ven en esta coincidencia algo más que una mera casualidad, llegándose a proponer a la tectónica como causa principal de que la Tierra tenga vida. La relación todavía no la conocemos, pero sí que es cierto que esta coincidencia en el tiempo es bastante llamativa y por ello, cuando buscamos vida en otros lugares del universo, que tengan o no tectónica es algo a lo que le damos mucha importancia.

Las fumarola submarinas son emanaciones hidrotermales que ocurren en algunos puntos del fondo marino. Dado que son la base de ecosistemas basados no en la luz del sol sino en la energía química, muchos autores creen que podrían haber sido el origen de la vida en la Tierra (fuente: oceanexplorer.noaa.gov).

Los continentes que se mueven

Uno de los aspectos más llamativo que demuestran que el planeta está vivo es el modelo actual de la deriva continental. Ahora ya no tenemos dudas de que los continentes se mueven, algo que incluso la sociedad en su conjunto tiene asimilado, y los geólogos somos muy conscientes de que la mayoría de terremotos que experimentamos a diario son el resultado de esos movimientos tectónicos. Pero hubo un tiempo no muy lejano en el que fue muy difícil asentar esa idea de que los continentes se movían y de que la superficie de la Tierra era más dinámica de lo que parecía por su aparente rigidez. Fue necesario mucho más que la palabra de Wegener para que esa idea fuera aceptada por la comunidad científica, una prueba más de que la ciencia no siempre avanza todo lo rápido que se suele creer.

El descubrimiento de las inversiones magnéticas en las rocas basálticas del fondo marino fue la prueba definitiva para aceptar la tectónica de placas de Wegener como una realidad (modificado a partir de bekyta.weebly.com).

El nombre de Pangea ya no es desconocido para la sociedad general. En la actualidad prácticamente todo el mundo ha oído hablar de él y sabe que se trata del nombre que hemos puesto al supercontinente del que Wegener encontró numerosas pruebas. Lo que ya no es tan conocido por la sociedad no especializada es que Pangea no es el único supercontinente que ha habido en la Tierra. En realidad Pangea solo es el último de una corta lista de al menos cinco supercontinentes que comienza en el Arcaico y llega hasta el Fanerozoico: Kenorlandia (2700 Ma), Nuna o Columbia (1700 Ma), Rodinia (1100 Ma), Vendia o Panotia (670 Ma) y Pangea (300 Ma). De todos ellos hablamos en El ciclo de los supercontinentes.

Los continentes se mueven, eso es así y lo sabemos desde hace varias décadas. También sabemos que esos cambios no solo están relacionados con la formación de supercontinentes, sino también con la formación de montañas y cuencas oceánicas. El relieve que tenemos hoy en día no es el que había hace 10 000 años ni será el mismo que tengamos dentro de otros 10 000 años. Los agentes modeladores del relieve están constantemente trabajando y los movimientos tectónicos y la isostasia siempre harán que los fragmentos continentales se eleven o se hundan, choquen o se separen. Gracias a todos ellos hoy en día podemos encontrar en las montañas fósiles marinos y estructuras sedimentarias que se formaron en los mares. Porque todo está en constante cambio.

Los ripples son estructuras sedimentarias formadas por el oleaje en zonas con poca profundidad. Estas estructuras, muy frecuentes hoy en día en las playas (izquierda, tomada de biodiversidadvirtual.org), en ocasiones las encontramos fosilizadas en lo alto de montañas, como es el caso de estos ripples en cuarcita armoticana en la Peña de Francia, Salamanca (autor: Daniel Hernández-Barreña).

Las variaciones del nivel del mar

Todos hemos oído hablar de la subida del nivel del mar asociada con el actual Cambio Climático. Pero no hemos oído hablar tanto de otras grandes subidas y bajadas que ha vivido el océano global durante millones de años. Por ejemplo, tras la última glaciación se produjo una fuerte subida del nivel del mar de 140 m que deja en evidencia a la que se espera para los próximos años, de tan solo varios centímetros. Y ya ni hablemos de la auténtica causa, que a pesar de que siempre se asocia con el deshielo de los glaciares y polos, lo cierto es que es la consecuencia de un fenómeno físico muy diferente: la expansión térmica del agua. Porque el agua, cuando se calienta, aumenta su volumen, lo que a la hora de hablar del océano implica una subida del nivel del mar que no tiene tanto que ver con el deshielo de los glaciares y los casquetes polares, también importante aunque menos.

Reconstrucción paleogeográfica global durante el Último Máximo  Glacial (hace 20 000 años). Tras el fin de la glaciación el nivel del mar subió unos 140 m en tan solo 4000 años (fuente: jan.ucc.nau.edu).

La posición de la línea de costa, más que el nivel del mar, cambia constantemente por muy diversos motivos, entre ellos la isostasia o incluso los movimientos tectónicos. Por ejemplo, si un continente se eleva la línea de costa se alejará de él sin que haya una auténtica bajada del nivel del mar. Por el contrario, si ese mismo continente se hunde el agua invadirá zonas antes emergidas sin que se produzca de verdad una subida del nivel del mar. Todos estos cambios también son importantes y definen lo que en geología denominamos transgresiones (la línea de costa se desplaza hacia el continente) y regresiones (la línea de costa se dirige hacia el océano).

Fauna y hielo en constante cambio

Otra evidencia de que todo está en constante cambio en la Tierra es el hecho de que las formas de vida siempre han estado cambiando. Hace 180 Ma en el planeta no había aves y los auténticos dueños del medio terrestre eran los dinosaurios. Hoy en día somos los mamíferos los que dominamos en tierra firme porque nuestros rivales se han extinguido y nosotros nos hemos adaptado mejor. Las extinciones son otra manifestación de que nada permanece eterno en el planeta.

El Pérmico finalizó (y con él el Paleozoico) con la mayor extinción masiva que ha vivido el planeta, en la que 9 de cada 10 especies marinas y 7 de cada 10 especies terrestres desaparecieron del planeta. En la imagen, cráneo de Dinogorgon rubidgei (terápsido) encontrado en África (fuente: science.nationalgeographic.com).

El actual Calentamiento Global es conocido por todos porque lo estamos viviendo, pero no es el único que ha sufrido el planeta. El clima global también cambia constantemente. Hace unos 10 000 años el planeta salió de una época glacial en la que buena parte del hemisferio norte había estado cubierto por un manto de hielo de espesor variable. En el último millón de años las glaciaciones se han repetido cada 100 000 años siguiendo, con sorprendente exactitud, las variaciones en la concentración del CO₂ de la atmósfera. Sin embargo, y a pesar de esa extraordinaria correlación, lo cierto es que aún no sabemos si el clima causa las variaciones de CO₂ o si por el contrario es el CO₂ quien determina los cambios climáticos globales. En cualquier caso esos cambios se producen, los tenemos ahí y nos demuestra que hasta el clima del planeta cambia constantemente.

La concentración de CO₂ atmosférico ha oscilado entre los 300 ppm y los 180 ppm en ciclos de 100 000 años que coinciden perfectamente con las variaciones de la temperatura del planeta, pero todavía desconocemos cuál de las dos es la causa y cuál la consecuencia (modificado a partir de wikipedia.org).

Los continentes se mueven, los mares se abren y se cierran, todas las especies se extinguen para dar paso a otras nuevas. Incluso en ocasiones lo que antes fue el fondo de un mar ahora aparece en mitad de las montañas. Todo en el planeta está en constante cambio, lo que nos demuestran que vivimos en un planeta que no está muerto, que respira y se mueve. Porque nada es eterno en el planeta, y así es como lo estudiamos los geólogos, como un organismo dinámico que no permanece impasible a nada, como una Tierra que aunque no lo creamos está muy viva.