El ciclo de los supercontinentes

La Tierra es nuestro hogar y seguramente lo sea hasta que nos extingamos como especie. Pero nuestro planeta, lejos de ser estático, es un planeta que está muy vivo, un planeta dinámico que reacciona a los cambios y donde nada permanece eternamente. La composición de la atmósfera y los cambios climáticos globales son dos ejemplos claros de ello, pero hay todavía otro suceso que llama mucho la atención por lo espectacular que son los cambios que protagoniza. Estoy hablando del movimiento de los fragmentos continentales, que se separan y colisionan cada cierto tiempo para dar lugar a diferentes continentes y supercontinentes.

continentes
Aunque en la actualidad se habla normalmente de seis continentes (América, Europa, Asia, África, Antártida y Oceanía), el número de fragmentos continentales de grandes dimensiones ha cambiado a lo largo de la historia geológica del planeta (proyección Robinson de la superficie del planeta, obtenida de agustialbareda.wordpress.com).

Placas y microplacas, el granizado cortical

La superficie del planeta está constituida por una serie de varios fragmentos. las llamadas placas tectónicas, que «flotan» sobre una capa más caliente, densa y plástica (astenosfera) del mismo modo que lo hacen los trocitos de hielo en un enorme granizado. Y como ocurre con los fragmentos de hielo flotantes, las placas litosféricas también chocan unas con otras o se separan entre ellas según diferentes fuerzas externas. Estos movimientos permiten el desarrollo de los distintos tipos de bordes de placa, pero también es la causa de que los continentes se muevan y no siempre tengamos el mismo número de ellos. Porque sí, los continentes se mueven, y aunque sea a ritmos muy lentos, del orden de pocos centímetros al año, cuando hablamos de escalas de tiempo de millones de años puede suponer grandes cambios a tener en cuenta. Esto es lo que descubrió Wegener cuando planteó la deriva continental, cuando se dio cuenta que hace unos 300 millones de años (Ma) las principales masas continentales del planeta formaban un único continente al que llamó Pangea, «Toda la tierra».

placas_tectonica
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).

Pangea es el ejemplo tipo de lo que es un supercontinente precisamente porque fue el primero del que hemos encontrado grandes evidencias. De hecho Wegener decidió agrupar todos sus argumentos en cinco grupos: argumentos geodésicos, argumentos geofísicas, argumentos geológicos, argumentos paleontológicos y argumentos paleoclimáticos. Con todos ellos era difícil negar la existencia en el pasado de este supercontinente, pero lo cierto es que todavía tuvieron que pasar décadas hasta que la comunidad científica aceptó que Pangea era una realidad de nuestro pasado geológico. Pero ahora, casi un siglo después, sabemos que Pangea es el primer supercontinente que hemos descubierto pero no el único. Porque a lo largo de la historia de nuestro planeta las masas continentales se han unido en varias ocasiones para dar un único supercontinente, de manera que Pangea hace años dejó de ser considerado el único supercontinente para ser sencillamente el último que hemos tenido en el planeta. ¿Pero cada cuánto tiempo ocurre esa unión de todas las tierras emergidas? ¿Existe de verdad una ciclicidad de los supercontinentes?

wegener_argumentos
Cuando Wegener propuso su teoría de la deriva continental la acompañó de cinco argumentos sólidos que no fueron suficientes para que la comunidad científica aceptara su teoría (fuente: usgs.gov).

¿Supercontinentes introvertidos o extrovertidos?

Para comprender la formación y destrucción de los supercontinentes debemos comprender antes cuáles son los mecanismos que regulan el movimiento de las placas tectónicas. El ciclo de Wilson es el nombre con el que conocemos a una serie de procesos cíclicos de formación y destrucción de cuencas oceánicas y que hoy en día se considera el motor de la tectónica de placas. Este ciclo está constituido por varias fases o etapas que podemos dividir en dos grandes bloques: la apertura y crecida de un océano y el cierre del mismo. ¿Pero cómo funciona este ciclo a escala de supercontinentes? En los últimos años se ha descubierto que la actividad orogénica no es constante a lo largo de la historia del planeta, sino que en líneas generales esta se caracteriza por intervalos largos de calma tectónica que se ven interrumpidos por intervalos cortos de gran actividad orogénica que se repiten cada 400-500 Ma. En otras palabras, parece ser que aproximadamente cada 500 Ma se producen en el planeta colisiones continentales generalizadas que nos llevan a la formación de supercontinentes.

En la actualidad existen dos modelos más o menos opuestos que pretenden explicar la formación de un supercontinente a partir de los fragmentos continentales anteriores. El primero de ellos, el modelo introvertido, sigue a grandes rasgos el propio ciclo de Wilson. Según él, cuando un supercontinente se rompe se generan varias nuevas cuencas oceánicas que llegado a un punto sufrirán una inversión tectónica que las llevará a su cierre. De este modo los mismos océanos que separaron los fragmentos serán los que los vuelva a unir, lo que explicaría que de manera general las líneas de sutura de diferentes orogenias se superpongan. El modelo introvertido considera que el movimiento de los continentes es en acordeón, separándose primero para después volver a juntarse en ciclos que se repiten cada 500 Ma antes mencionados. El modelo contrario es el modelo extrovertido, que considera que los supercontinentes se forman porque los fragmentos continentales se mueven hacia afuera y no hacia adentro. Es decir, en este modelo las cuencas que se cierran no serían las que se han formado en la ruptura sino las que ya existían antes y que rodeaban al anterior supercontinente.

supercontinentes_genesis
Diagrama explicativo de cómo podría ser el ciclo de los supercontinentes según sean introvertidos o extrovertidos (modificado a partir de Murphy et al., 2008).

Los supercontinentes del pasado

Ahora que ya hemos visto cómo se forman y se destruyen los continentes y los supercontinentes vamos a hablar de una manera resumida de todos los supercontinentes que, en los últimos 3000 Ma de años, se han formado en nuestro planeta. Y lo primero que tenemos que aclarar es que todavía no hay un consenso claro respecto al número exacto de ellos. Algunos autores creen que en todo este intervalo de tiempo ha habido seis supercontinentes, aunque otros hablan de cinco y algunos incluso lo reducen a tan solo cuatro o tres. Nosotros en esta entrada vamos a ver esos seis, indicando además sucesos no tectónicos de gran relevancia que pudieron ocurrir asociados a ellos.

supercontinentes
Lista de los seis supercontinentes que según algunos autores se han formado en los últimos 3000 millones de años, indicando la edad de formación y su posible reconstrucción paleogeográfica (modificado a partir de Murphy y Damian, 2004).

El primer supercontinente del que tenemos constancia fue Kenorlandia, que se formó hace unos 2500 Ma, en el límite Arcaico-Proterozoico. Su formación es muy importante porque supuso el cambio de una tectónica primitiva, que no conocemos muy bien, al modelo de tectónica actual, en el que las deformaciones se concentran en los bordes de las placas tectónicas. Kenorlandia es para muchos el primer supercontinente del que tenemos evidencias claras, si bien algunos autores hablan de otro anterior, Ur, del que no obstante todavía tenemos muchas dudas. La forma de Kenorlandia todavía es bastante debatida, pero sí que parece que su formación coincidió con la gran oxigenación, uno de los grandes cambios climáticos globales de la historia del planeta, y con la primera glaciación de la que tenemos constancia, la llamada glaciación Huroniana.

evolucion_tectonica
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).

El segundo supercontinente fue Nuna o Columbia, que se formó hace 1800 Ma, durante las orogenias Hudsoniana y Karélida y otras. Este nuevo supercontinente se formó a finales del Paleoproterozoico, en un momento de la historia del planeta de pocos cambios de relevancia. Porque cuando Nuna se formó la atmósfera terrestre ya era oxidante y la vida todavía era fundamentalmente pluricelular, con abundantes arrecifes de estromatolitos de cianobacterias y el desarrollo de las primeras formas de vida complejas, que no obstante no prosperaron. No tenemos muy claro cómo pudo ser Nuna, aunque no parece que hubiera experimentado eventos glaciales.

estromatolitos
Los estromatolitos son estructuras bioconstruidas laminadas que se forman por la actividad de cianobacterias principalmente. Su presencia en el registro fósil sucede desde el Precámbrico.

El tercer supercontinente que conocemos, posiblemente uno de los más conocidos y a la vez uno de los más controvertidos, es Rodinia. Se formó hace unos 1100 Ma, a finales del Mesoproterozoico, probablemente por un ensamblaje extrovertido, aunque hay quien cree que pudo haber sido un supercontinente introvertido. En cualquier caso parece que la orogenia principal que marcó su formación fue la orogenia Grenville. Rodinia coincidió con el pico de mayor abundancia de estromatolitos en el planeta, en un momento de la historia geológica en el que ya existían los organismos eucariotas, que de hecho experimentaron una gran diversificación. El supercontinente de Rodinia pudo tener una posición más o menos tropical que no impidió que se desarrollase una de las glaciaciones globales de las snowball earths.

snowball_earth
Durante el Precámbrico la Tierra experimento varios episodios de glaciaciones globales que son conocidos como snowball Earths (modificado a partir de karencarr.com).

El último supercontinente del Precámbrico fue Vendia o Panotia, que se formó hace unos 600 Ma, en el límite Neoproterozoico-Fanerozoico. Gracias a que es de los últimos es de los que más sabemos y su ruptura es muy importante a la hora de hablar del Paleozoico. Vendia fue un supercontinente con forma de V que se formó como consecuencia de una serie de eventos orogénicos que siguieron un modelo de ensamblaje claramente introvertido. Asociado con este supercontinente tenemos la aparición de los primeros organismos pluricelulares de la fauna de Ediacara, el final de la gran glaciación del Criogénico y la llamada explosión cámbrica.

ediacara_fauna
La fauna de Ediacara fue un primer paso evolutivo muy importante de los organismos complejos. No tuvo éxito, pero sirvió para anticipar lo que estaría por venir poco después (fuente: Chase Studio / Science Source).

El último y más conocido de todos los supercontinentes del planeta es Pangea, que se formó ya en el Paleozoico, hace unos 300 Ma. Su formación fue el resultado de una serie de colisiones continentales relacionadas con el cierre de algunos de los océanos interores que se habían formado en la ruptura de Vendia, por lo que de nuevo estaríamos hablando de un ensamblaje introvertido. Pangea se formó durante la orogenia Varisca, en el Carbonífero, y tras ella llegó una de las últimas glaciaciones conocidas antes de que se establecieran los casquetes polares, ya en el Cenozoico. La península Ibérica es uno de los mejores lugares del mundo para estudiar Pangea debido a que se situó en el núclei mismo del continente (ver El orógeno Varisco Ibérico).

triasico_reconstruccion
Durante el Triásico Pangea ya había empezado a romperse, aunque todavía tenía bastante cohesión. Este supercontinente, el último que se ha producido, tenía forma de C y en su interior se encontraba el océano Tetis (imagen modificada a partir de jan.ucc.nau.edu).

El futuro, ¿Amasia o Pangea Próxima?

Del mismo modo que se habla de supercontinentes extrovertidos e introvertidos en el pasado, cuando queremos mirar hacia el futuro y buscar cuál podría ser el próximo supercontinente nos encontramos con el mismo dilema. Es por este motivo que existen dos propuestas radicalmente diferentes. La primera de ellas es Amasia, que propone un ensamblaje extrovertido que se produciría como consecuencia del cierre del océano Pacífico y la colisión entre América y Asia, de ahí su nombre. Amasia tiene a su favor el hecho de que hoy en día el Atlántico no tiene márgenes activos y el Pacífico sí, lo que permitiría al primero ganar la batalla al segundo. Pero no podemos olvidar que el ritmo de creación de litosfera en el Pacífico es muy superior a la del Atlántico, 4 cm/año frente a menos de 2 cm/año, que haría muy difícil que se formase Amasia. No obstante pueden pasar muchas cosas, como que la dorsal del Pacífico subduzca y desaparezca por completo.

amasia
Reconstrucción del hipotético supercontinente futuro de Amasia por el cierre del Pacífico y la colisión de Nortemérica con Asia. Este supercontinente es el resultado de un posible ensamblaje extrovertido en el que el Atlántico ganaría al Pacífico (fuente: nydailynews.com).

La segunda propuesta de supercontinente futuro es Pangea Próxima (a veces Pangea Última). En este caso se trata de un supercontinente formado por un ensamblaje introvertido en el que el océano que se cerraría no sería el Pacífico sino el Atlántico. A favor de esta idea está el hecho de que el Pacífico crea litosfera a un ritmo muy superior al Atlántico, si bien este último todavía no tiene márgenes activos, que es fundamental para que se cumpla. Pero el hecho de que no haya subducción en el Atlántico no es un impedimento, ya que estamos hablando de un océano relativamente joven cuya litosfera más antigua todavía no ha alcanzado el mínimo de densidad para empezar a subducir, aunque pronto podría hacerlo. Por otro lado hay que tener en cuenta que en la región del Atlántico tenemos evidencia de varios ciclos de Wilson que se han producido en los últimos 1000 Ma, mientras que en la región del Pacífico no parece haberse producido ninguno.

pangea_ultima
Reconstrucción geográfica de cómo podría ser el hipotético supercontinente futuro de Pangea Última, formado como consecuencia de un ensamblaje introvertido. En este modelo, planteado por Christopher Scotese, tanto el Atlántico como el Mediterráneo quedarán cerrados para dar un supercontinente que, una vez más, estaría rodeado de lo que hoy es el océano Pacífico (fuente: redhistoria.com).

Consideraciones finales

Son muchas las cosas que sabemos del pasado geológico de nuestro planeta, pero son todavía muchas más las que desconocemos que hacen que estudiar geología sea tan bonito. Si hablamos de los supercontinentes, es un hecho que estos parecen repetirse cada 500 millones de años, si bien no sabemos qué está detrás de esta ciclicidad ni tampoco sabemos si los supercontinentes responden siempre al mismo modelo de ensamblaje o hay otros factores que determinan este aspecto. Lo que sí sabemos, más allá de esos ciclos, es que tras la formación de un supercontinente llegan grandes eventos glaciales e importantes oportunidades evolutivas. Esto no debería sorprendernos, ya que el establecimiento de una gran masa continental va a generar un foco de enfriamiento global, va a afectar a las corrientes marinas y también va a determinar la extensión de las plataformas continentales, que siempre han sido cruciales para el desarrollo de la vida. Porque la vida, sin un planeta con una tectónica activa, parece que lo tendría mucho más difícil.

Bibliografía

J. Brendan Murphy y R. Damian Nance (2004): “La formación de los supercontinentes”. Investigación y Ciencia, pp. 14-24.

J. Brendan Murphy, Gabriel Gutierrez Alonso, R. Damian Nance, Javier Fernández Suárez, J. Duncan Keppie, Cecilio Quesada, Rob A. Strachan y Jaroslav Dostal (2008): “La rotura de las placas tectónicas”. Investigación y Ciencia, pp. 2-12.

Kent C. Condie (1997): “Plate tectonics and crustal evolution”. Fourth Edition, New Mexico Institute of Mining and Technology, Socorro.

R. Damian Nance, Thomas R. Worsley y Judith B. Moody (1988): “El ciclo del supercontinente”. Investigación y Ciencia, pp. 36-43.

R. Damian Nance & J. Brendan Murphy (2013): “Origins of the supercontinente cycle”. Geoscience Frontier, pp. 439-448.

Un comentario sobre “El ciclo de los supercontinentes

Responder

Introduce tus datos o haz clic en un icono para iniciar sesión:

Logo de WordPress.com

Estás comentando usando tu cuenta de WordPress.com. Salir /  Cambiar )

Google photo

Estás comentando usando tu cuenta de Google. Salir /  Cambiar )

Imagen de Twitter

Estás comentando usando tu cuenta de Twitter. Salir /  Cambiar )

Foto de Facebook

Estás comentando usando tu cuenta de Facebook. Salir /  Cambiar )

Conectando a %s