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.

Mapamundi.png
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 (créditos: proyección Robinson de la superficie del planeta, obtenida de agustialbareda.wordpress.com)

Placas y microplacas, el granizado cortical

El interior del planeta está formado por tres capas que hemos denominado, de más exterior a más profunda, como corteza, manto y núcleo. La primera de las tres capas es la más fina, y junto con la parte más externa de la siguente constituye lo que llamamos la litosfera. Esta capa, compuesta por corteza y manto litosférico, está dividida a su vez en una serie de fragmentos de diferentes tamaños que reciben el nombre de placas litosféricas o tectónicas, que “flotan” sobre la astenosfera (la siguiente capa del manto, más caliente y también más plástica que la anterior, pero nunca líquida) como si fueran 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 (ver El tiempo en geología) puede suponer grandes cambios a tener en cuenta. Esto es lo que descubrió Wegener cuando planteó su 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-tectonicas
Aunque en la superficie del planeta encontremos seis continentes principales, el número de placas tectónicas es mucho mayor. Estas placas se mueven constantemente y están delimitadas por los tres tipos de límites o bordes de placa (modificado a partir 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-2
Wegener agrupó sus argumentos apoyando la existencia de Pangea en cinco bloques. Uno de esos bloques eran los argumentos paleontológicos, donde demostraba la existencia de los mismos fósiles a ambos lados del Océano Atlántico, proponiendo como explicación que en el pasado este océano no existía, tal y como se muestra en esta imagen (fuente: usgs.gov)

¿Supercontinentes introvertidos o extrovertidos?

Para comprender la formación y destrucción de los supercontinentes debemos comprender antes cuáles son los mecanismos que los regulan. Y para ello debemos hablar una vez más del ciclo de Wilson. Con este concepto nos referimos a una serie de procesos cíclicos de formación y destrucción de cuencas oceánicas que van a separar a los diferentes fragmentos continentales existentes. Según esta idea, propuesta por el geólogo canadiense John Tuzo Wilson, de quien recibe el nombre, el motor que causa el movimiento de las placas tectónicas lo tendríamos en la creación de litosfera en las dorsales oceánicas que existen en el centro de los océanos, en los llamados bordes constructivos o divergentes. En estas grandes grietas sale material fundido procedente del manto que al acomodarse en superficie empujaría los dos lados de la grieta, separándolos poco a poco y haciendo con ello que el océano sea cada vez más ancho. Pero el planeta no crece en diámetro, por lo que si tenemos puntos en los que se crea nueva litosfera necesitamos a la fuerza otros lugares en los que esta se destruya. Y así es como llegamos a los bordes destructivos o convergentes, regiones del planeta en los que la litosfera oceánica subduce y vuelve al manto del que en su momento partió.

El ciclo de Wilson está constituido por varias fases que actualmente son apreciables en diversos lugares del planeta: la etapa de rift en el Rift Valley de África, la etapa de Mar Rojo en el mar del mismo nombre, la etapa de océano de márgenes pasivos en el Océano Atlántico, la etapa de océano con márgenes activos en el Borde Pacífico de Sudamérica, la etapa de subducción de la dorsal en el Borde Pacífico de Norteamérica y la etapa de colisión continental en el Himalaya. De todas estas fases, las primeras constituyen la etapa de crecida de la cuenca que va a separar cada vez más a los dos continentes que un día estuvieron juntos, mientras que las tres últimas corresponden con el progresivo cierre de esa cuenca por el proceso de subducción, hasta que termina con una nueva colisión continental que derivará en la formación de un nuevo sistema montañoso. ¿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 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 estarían hablando de la formación de un supercontinente cada vez. La cuestión que surge ahora es cómo se forman esos supercontinentes.

Grieta en Kenia.jpg
La grieta que apareció en África recientemente se produjo por las intensas lluvias que han sufrido en la región, y aunque no está relacionada en realidad con el límite de placas que hay en la zona, es una buena manera de recordar que África poco a poco se está partiendo en la zona de los grandes lagos africanos (créditos: Thomas Mukoya, Reuters)

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 que se ensamblan. El primero de ellos es el Modelo Introvertido, que sigue a grandes rasgos el propio ciclo de Wilson. Según este modelo, cuando un supercontinente se rompe se generan varias nuevas cuencas oceánicas en su interior que van a ser las responsables de separar cada vez más los distintos nuevos fragmentos continentales creados. Estas mismas cuencas, llegado un punto, sufrirán una inversión tectónica al activarse uno de sus márgenes (cuando no los dos), dando como resultado que el mismo océano vuelva a cerrarse poco a poco y los continentes vuelvan con el tiempo a fusionarse prácticamente por el mismo lugar por el que se separaron. Es decir, el movimiento de los continentes ha sido como de un acordeón, separándose primero para después volver a juntarse en un ciclo que habría durado esos 500 Ma antes mencionados. En este modelo el supercontinente experimentaría un movimiento hacia dentro, de introversión), de manera que las cuencas que se cerrarían serían las que se han formado después del supercontinente anterior y no la cuenca que lo rodeaba, mucho más antigua. Por el contrario hay quien cree que en realidad los supercontinentes se pueden hacer por un movimiento opuesto, hacia afuera y no hacia adentro, que es lo que los geólogos llamamos el Modelo Extrovertido. Según este modelo los fragmentos continentales se moverían siempre hacia afuera y el nuevo continente se formaría por extroversión, ya que 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. Es decir, aquí no estaríamos asistiendo a un ciclo de Wilson en sentido estricto, sino que los nuevos océanos ganarían la partida a los más viejos, que serían los que acabarían por cerrarse.

Supercontinentes.jpg
Diagrama explicativo de cómo podría ser el ciclo de los supercontinentes. Los supercontinentes están siempre bañados por un océano exterior y se encuentran rodeados por zonas de subducción y regiones volcánicas (a). La rotura de un supercontinente crea nuevos océanos interiores entre los nuevos fragmentos resultantes que se dispersan (b). El registro geológico indica que un nuevo supercontinente se forma cuando los océanos interiores se cierran, que es lo que defiende el modelo introvertido (c), o a partir del cierre de los océanos exteriores, correspondiente con el modelo extrovertido (d). Los triángulos de la imagen indican los terrenos que se han formado a partir de basamento, ya sea juvenil (rojo) o antiguo (morado). Imagen modificada 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 3.000 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, en el que el planeta ha tenido un mismo modelo de tectónica, ha habido seis supercontinentes, otros hablan de cinco y algunos lo reducen a tan solo cuatro e incluso tres. Nosotros en esta entrada vamos a ver seis, indicando además sucesos no tectónicos de gran relevancia que pudieron ocurrir asociados a ellos, como grandes hitos evolutivos o glaciaciones globales.

Supercontinentes 2.jpg
Lista de los seis supercontinentes que según algunos autores se han formado en los últimos 3.000 millones de años, edad de formación y posible reconstrucción paleogeográfica simplificada (modificado a partir de Murphy y Damian (2004) y wikipedia.org)

Kenorlandia: Este supercontinente se formó hace unos 2.500 Ma, a finales del Eón Arcaico (ver Los eones, los reyes del tiempo), cuando pasamos de la tectónica primitva al modelo de tectónica actual. Kenorlandia es para muchos el primer supercontinente del que tenemos evidencias claras, si bien algunos autores hablan de otro anterior que han denominado como Ur. La forma de Kenorlandia todavía es bastante debatida, pero sí que parece que su formación coincide con el inicio de la acumulación de oxígeno atmosférico que acabó por desencadenar la Gran Oxigenación. También de este momento datan los primeros registros de una glaciación global, la llamada Glaciación Huroniana, lo que nos recuerda lo relacionado que está todo en el planeta.

Nuna o Columbia: Hace unos 1.800 ma, durante las orogenias Hudsoniana y Karélida (y seguramente otras), se formó el que consideramos en esta entrada como el segundo supercontinente del planeta. Nuna, también llamado como Columbia, surge a finales del  Paleoproterozoico,  en un momento de la historia en el que ya son abundantes los primeros arrecifes de estromatolitos y la atmósfera es ya oxidante, aunque no tenemos constancia clara de que hubiera una nueva glaciación.

Rodinia: El tercer supercontinente es posiblemente uno de los más conocidos pero a la vez uno de los más controvertidos en cuanto a su forma. Rodinia se formó hace unos 1.100 Ma años, muy probablemente por un ensamblaje extrovertido, aunque hay quien cree que pudo haber sido todo lo contrario. En cualquier caso parece que la orogenia principal que marca la formación de Rodinia es la Orogenia Grenville, y coincidiendo en el tiempo con esa formación tenemos el pico de mayor abundancia de estromatolitos en el planeta. Este supercontinente pudo tener una posición más o menos tropical, sin embargo eso no impidió que se desarrollase una gran glaciación global de tal magnitud que algunos autores han propuesto la Teoría de la Tierra en Bola de Nieve. Es decir, que todo el planeta estuvo cubierto de hielo.

Vendia o Panotia: Ya en el límite del Neoproterozoico con el Fanerozoico, haceunos 600 Mma, tenemos el último de los supercontinentes precámbricos. Vendia, también llamada como Pannotia, fue un supercontinente con forma de “V” que se formó como consecuencia de una serie de eventos orogénicos y siguiendo un modelo de ensamblaje claramente introvertido. Asociado con este supercontinente tenemos la aparición de los primeros organismos pluricelulares de la fauna ediacarense, pero también el final de la gran glaciación del Criogénico.

Pangea: El último y más conocido de todos los supercontinentes del planeta es Pangea. Este supercontinente se formó en el Paleozoico, (hace unos 300 Ma) a partir de una serie de colisiones continentales relacionadas con el cierre de algunos de los océanos interores, lo que ya nos indica que se trató de un ensamblaje introvertido. Pangea se formó durante la Orogenia Varisca, en el Carbonífero, y en su formación la Península Ibérica acabó por situarse en el núcleo mismo del continente (ver El Orógeno Varisco Ibérico).

¿Amasia o Pangea Próxima?

Con todo lo que hemos visto en esta entrada, muy extensa, lo sé, pero el tema lo requería, nos queda una última pregunta que tratar de responder. ¿Qué le espera en el futuro a los actuales continentes? Volviendo a la cuestión de continentes introvertidos o extrovertidos, debo aclarar que la discusión sobre qué modelo es el correcto sigue todavía en pie. Por ello en la actualidad existen dos hipótesis opuestas sobre cómo se formará el próximo supercontinente, una considerando un ensamblaje extrovertido y la otra partiendo de un ensamblaje introvertido. Analicemos las dos propuestas.

Amasia es el nombre que se le da a un posible futuro supercontinente que se formaría como consecuencia de la colisión de América con Asia (de ahí su nombre). Es decir, se trataría de un supercontinente extrovertido en el que el Atlántico le habría ganado la partida al Pacífico, ya que el primero habría crecido a expensas de segundo, que acabaría cerrado. A favor de esta hipótesis está el hecho de que de los dos océanos, sólo el Pacífico tiene márgenes activos (con subducción), pero también que actualmente la dorsal del Pacífico ya prácticamente ha subducido bajo Norteamérica, aunque aún no lo ha hecho en Sudamérica. Por el contrario no podemos olvidarnos que el ritmo de creación de litosfera que tiene el Pacífico es mayor (4 cm/año) que la que encontramos en el Atlántico (<2 cm/año), lo que haría difícil que el primero pierda esa batalla con el segundo. Aunque muchos hablen de Amasia como el próximo continente, lo cierto es que estamos ante una hipótesis lejos de ser asegurada, ya que se trata de un modelo de ensamblaje que aún admite dudas muy razonables.

Amasia.jpg
Reconstrucción futura de la posible Amasia, el hipotético próximo supercontinente en el caso de formarse siguiendo el Modelo Extrovertido. En este caso vemos que tanto Antártida como Australia colisionan con Asia, mientras que el Mar Rojo se cierra y el Mar Mediterráneo permanece con cierta autonomía (fuente: nydailynews.com)

Si Amasia es el supercontinente que se formaría por el cierre del Pacífico, ¿cómo se llamaría el que se formase por el cierre del Atlántico? Pangea Próxima, hasta hace poco Pangea Última, es el supercontinente resultante de un ensamblaje introvertido de los actuales continentes. Según esta hipótesis el océano Atlántico está a punto de sufrir la activación de uno de sus márgenes, lo que marcaría el inicio de su cierre debido a que casi con total seguridad perdería la batalla contra el Pacífico, que ya hemos dicho que crea litosfera a un ritmo mayor. De esta manera América y Eurasia+África volverían a acercarse poco a poco, hasta que volverían a colisionar como ya lo hicieron para formar Pangea hace 300 Ma. A favor de este modelo tenemos precisamente la diferencia de creación de litosfera entre los dos grandes océanos, ahora favoreciendo al Atlántico por la ausencia de subducciones en sus márgenes. Y es que el hecho de que este océano no tenga márgenes activos por el momento no significa que no los vaya a tener en el futuro, 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 (pronto a escala geológica), ya que hay modelos que indican que esto ocurre a los 200 millones de años, que es prácticamente la edad que tiene más o menos el océano. Por otro lado, siguiendo con los apoyos a este modelo, encontramos evidencias de que en la región atlántica ha habido varios ciclos de Wilson en los últimos 1.000 Ma, varios océanos que se han abierto y cerrado en numerosas ocasiones, mientras que en la región del Pacífico no parece haberse producido ningún evento de estas características en este tiempo.  No obstante, Pangea Próxima podría no ser real debido a que todavía nos queda mucho por conocer de la tectónica de placas.

Pangea Última.jpg
Reconstrucción geográfica de cómo podría ser Pangea Última si resultase que el próximo supercontinente se ensambla siguiendo el Modelo Introvertido. En este modelo, planteado por Christopher Scotese, tanto el Atlántico como el Mediterráneo quedarán cerrados (fuente: redhistoria.com)

Consideraciones finales

El ciclo de los supercontinentes es una hipótesis que tiene un gran apoyo detrás. La ciclicidad cada 500 millones de años de grandes episodios orogénicos nos indican que cada ese mismo intervalo de tiempo las masas continentales chocan para formar un nuevo continente. Pero qué controla esa ciclicidad aún no es objeto de debate, aunque hay quien cree que un supercontinente, dado que la litosfera continental conduce peor el calor que la oceánica, podría causar con el tiempo un calentamiento del manto que acabe por desencadenar los ascensos magmáticos que rompen el cotinente, pero es sólo una ideal. Algo similar ocurre con respecto a cuál es el modelo correcto de ensamblaje de estos supercontinentes, si el modelo extrovertido o el modelo introvertido, ya que diferentes hipótesis hablan de los dos modelos en el pasado, y eso dificulta aún más la identificación del próximo supercontinente. En cualquier caso, lo que sí parece más o menos confirmado es que con los supercontinentes parecen producirse eventos de glaciación global. La explicación es bien sencilla, ya que con un supercontinente se genera un foco de enfriamiento, pero también se pueden ver afectadas las corrientes oceánicas que estaban distribuyendo el calor por todo el planeta hasta ese momento. Es así como con Kenorlandia, Rodinia, Pannotia e incluso Pangea tuvimos eventos glaciares que han quedado registrados en las rocas. Del mismo modo parece que los supercontinentes se asocian con algunos de los más importantes hitos evolutivos de la historia del planeta, y es que la formación o destrucción de un supercontinente implica subidas o bajadas del nivel del mar que van a influir en la extensión de las plataformas continentales, un lugar que ha sido ideal para el desarrollo de la vida desde el Precámbrico.

Son muchas las cosas que sabemos del pasado geológico de nuestro planeta, pero son todavía muchas más las que desconocemos y que hacen que estudiar geología sea tan bonito. Porque siempre hay enigmas que resolver e hipótesis que refutar o formular. Eso es lo que tiene la ciencia, que las verdades absolutas no existen por mucho tiempo.

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. Cerrar sesión /  Cambiar )

Google photo

Estás comentando usando tu cuenta de Google. Cerrar sesión /  Cambiar )

Imagen de Twitter

Estás comentando usando tu cuenta de Twitter. Cerrar sesión /  Cambiar )

Foto de Facebook

Estás comentando usando tu cuenta de Facebook. Cerrar sesión /  Cambiar )

Conectando a %s