Desmontando mitos: el origen de algunas criaturas mitológicas

A lo largo de la historia de la humanidad son muchas las cuestiones del universo que nos han fascinado y que en mayor o menor medida han conseguido despertar nuestra curiosidad. Y es que el ser humano siempre ha intentado dar respuesta a todo lo que ocurre a su alrededor, ya fuera usando la razón o utilizando su imaginación para explicar lo que parecía inexplicable. Es precisamente ese afán de buscar una respuesta a todo lo que ha permitido a la ciencia avanzar  durante siglos, pero también lo que ha llevado a la creación de infinidad de mitos y criaturas imaginarias. Hoy en día la ciencia ha avanzado mucho en todos los campos, y eso nos permite poder ver la realidad que hay detrás de algunos de los grandes mitos de la humanidad, creados en su momento para dar respuesta a sucesos en principio inexplicables. Ejemplos de esto lo encontramos en el famoso Diluvio Universal, presente en muchas culturas, el eterno mito de la Atlántida que inmortalizó Platón o la existencia de un buen número de criaturas mitológicas y fantásticas.

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Muchas criaturas mitológicas tienen una base real basada en descripciones malinterpretadas o en criaturas que existen en realidad o han existido en el pasado (fotograma de la película Sucker Punch, de Zak Snyder)

Con esta entrada estrenamos una nueva categoría en Hombre Geológico en la que analizaremos diferentes mitos para tratar de sacar la verdad histórica o real que pueda haber detrás de ellos. Pero no olvidemos que en este campo no hay verdades absolutas sino opiniones más o menos fundamentadas, por lo que al final tendréis que ser vosotros, los lectores, quienes decidáis si lo que se presenta en estas entradas merece vuestra credibilidad o no. Porque en Hombre Geológico no vamos a dar como ciertos los mitos analizados (eso se lo dejamos a las pseudociencias), sino que simplemente trataremos de descubrir de una manera objetiva cuál es el germen de cada uno de ellos, qué pudo ser lo que llevó a las civilizaciones del pasado a crearlos en su momento. Y en esta primera entrada de lo que hablaremos es del origen de algunas de las criaturas mitológicas más famosas de la antigüedad, siempre desde una visión objetiva y completamente alejada de las pseudociencias que, como la criptozoología, dan por hecho la existencia de algunos de estos seres irreales.

criptozoologia
Una de las imágenes más icónicas de Nessie, o el Monstruo del Lago Ness, es de mala calidad y en realidad bien podría corresponder con la de un bañista nadando. Nessie en realidad es una de las muchas criaturas imaginarias de las que no tenemos ninguna prueba de su existencia, más allá de las ganas de algunos de que así sea (foto: Getty)

El unicornio, ¿de verdad un caballo con un sólo cuerno?

Nuestra primera criatura es una de las más famosas y también una de las más universales. Aunque con el tiempo han surgido muchas variantes, en sus orígenes el unicornio fue descrito como una especie de caballo blanco que habitaba en la región de India y que se caracterizaba por la existencia de un solo cuerno en su cara, al que además se le daban propiedades medicinales. En la Edad Media este animal vio aumentada su fama debido a que a su cuerno seguía teniendo esa capacidad mística de curar diferentes enfermedades, incluso llegó a usarse como remedio al envenenamiento. Por ese motivo muchos se aventuraron a ir a la India para darles caza y poder así vender a su regreso el famoso “cuerno retorcido y largo” que caracterizaba al unicornio, un elemento destacado que como veremos muy probablemente no correspondía al mismo animal que el de la descripción inicial.

Unicornio (mitología)
El unicornio siempre se ha representado como un bello caballo blanco de largas crines y con un fino cuerno en su frente, alargado y retorcido (fuente: biblicomentarios.com)

El mito del unicornio es complicado de analizar porque es muy posible que en realidad tenga un doble origen. El concepto del animal como tal nació en torno al s. V a.C., cuando el médico heleno Ctesias viajó a India. Allí se encontró con un animal de cuerpo blanco que tenía un sólo cuerno en la cara al que describió, siguiendo con la costumbre griega, como un “caballo”, a pesar de que su fisionomía no es tan parecida. Estoy hablando del rinoceronte indio (Rhinoceros unicornis), de cuyo “cuerno” siempre se ha pensado que tiene propiedades curativas, como también ocurre con las demás especies de rinoceronte.  Actualmente se da bastante por sentado que este es el origen del mito del unicornio, pero esta parte no explica la existencia de ese cuerno largo y retorcido con el que tanto se le ha representado en la Edad Media, y es que esta parte bien podría corresponder a otro animal que vive en un hábitat completamente diferente. Porque, dado esas propiedades casi místicas que se le daban al cuerno de unicornio, es evidente que cada ejemplar se pagaba muy bien. Por ello no es tan raro que los comerciantes nórdicos, muy habilidosos y que no desaprovechaban nunca una oportunidad de buen negocio (cuando no saqueaban como vikingos), supieron sacar tajada de este misticismo que rodeaba al cuerno de unicornio, haciendo pasar como tal el cuerno de narval, un mamífero marino que habita en las aguas de la región ártica.

Rinoceronte indio
Cuando el médico griego Ctesias viajó a India describió al unicornio tal y como lo conocemos. Pero algunos estudiosos en la actualidad creen que lo que vio fue en realidad el rinoceronte indio (fuente: rinoceronteswiki.com)

El unicornio real casi con total seguridad fue un rinoceronte, ya que no podemos olvidarnos que los griegos también definieron como un “caballo de río” al hipopótamo, que es exactamente lo que significa su nombre (hipos es caballo en griego).  Pero no puedo terminar con este ser mitológico si no menciono otra posibilidad de su origen que resulta muy interesante por tener su base en la geología. Y es que al parecer en las estepas de Rusia y Asia central habitó durante el Pleistoceno una criatura robusta que tenía un largo cuerno en su cara, mucho más grande que el de cualquiera de los rinocerontes actuales. Esta criatura, que se extinguió como casi toda la megafauna del Pleistoceno hace unos 10.000 años, cuando ya existía el ser humano, era el Elasmoterio, un rinoceronte de gran tamaño que algunos sugieren pudo ser la base no sólo del unicornio sino también de otras criaturas del folclore regional.

Elasmoterio
El elasmoterio fue una especie de rinoceronte con un gran cuerno curvado en su cara que habitó el centro de Asia durante el Pleistoceno y tal vez parte del Holoceno. Algunos investigadores creen que este animal pudo ser el origen de muchas de las criaturas del floclore regional, también tal vez del unicornio (http: unicornio.com)

Los cíclopes, los gigantes de un sólo ojo del Mediterráneo

La segunda criatura que vamos a analizar en esta entrada tiene un pasado literario destacado, ya que los cíclopes aparecen en las obras de algunos de los grandes autores clásicos (Hesíodo, Homero, Eurípides…). A los cíclopes siempre se les ha descrito como gigantes que tenían un solo ojo en el centro de la cara y que llevaban a cabo profesiones artesanales como la herrería o la construcción. De hecho es precisamente en esta última donde encontramos la mayoría del peso que tuvieron en la mitología griega. Y es que este pueblo no tenía reparos en utilizar elementos de su propia mitología cuando la razón no era suficiente para explicar lo que no comprendían. Es así como los cíclopes se convirtieron en los constructores de las grandes murallas de las ciudades de Micenas y Tirinto, ambas pertenecientes a una cultura anterior a la griega: la cultura micénica. En ellas las descomunales dimensiones y la disposición de los grandes bloques utilizados, sin argamasa de ningún tipo, eran enigmas para los que los griegos no encontraban una explicación satisfactoria que no implicase el trabajo de estos gigantes de un sólo ojo. Hoy en día todavía hay muchos misterios en torno a estas descomunales obras, que llamamos muy apropiadamente construcciones ciclópeas, pero al menos ya hemos dejado de lado el necesitar de la existencia de estos gigantes para su explicación.

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Los cíclopes siempre han gozado de una gran representación en la cultura y son muy habituales tanto en pintura, como en literatura e incluso en el cine. En esta imagen por ejemplo se puede ver una de las últimas apariciones cinematográficas de un cíclope, perteneciente a la película Furia de Titanes (Louis Leterrier, 2010), libremente inspirada en la propia mitología griega

Los cíclopes son mitología, de eso no hay duda, pero como todas las criaturas mitológicas de esta entrada tienen un origen bastante más mundano que se aleja por completo de lo místico y lo divino. Y de nuevo es la geología, concretamente la paleontología (estudio de fósiles), la que nos da las claves para comprender el nacimiento del mito de estos gigantes de un sólo ojo. Porque en Sicilia, una isla del Mediterráneo de amplia tradición helénica, habitó durante el Pleistoceno un animal cuyo cráneo se asemeja mucho a la idea que a veces tenemos de cómo pudo ser el cráneo de un cíclope. Este animal era el elefante enano de Sicilia (Palaeoloxodon falconeri), una diminuta especie de elefante de no más de 90 cm de altura que debió sufrir un proceso de enanismo insular. Este proceso es una cuestión evolutiva muy habitual en animales de gran tamaño, ya que cuando quedan recluidos en una isla, donde los recursos son por lo general menores que en el continente, tienden a sufrir una progresiva reducción del tamaño para así poder sobrevivir mejor (el caso opuesto, típico de animales que en el continente son pequeños, es el gigantismo insular). Para el caso de nuestro diminuto elefante siciliano, los cráneos que se encontraron los griegos en la isla pudieron ser la base que llevó a la creencia en la existencia de los cíclopes, ya que en ellos la cavidad nasal del elefante enano podría haber sido confundida con mucha facilidad con la cuenca ocular de estos gigantes de un sólo ojo.

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Los cráneos de elefante enano de Sicilia son, casi con total seguridad, lo que llevó a la creencia de la existencia de gigantes de un sólo ojo debido a que su cavidad nasal es fácilmente confundible con una única cuenca ocular central. Imagen izquierda: esqueleto de un elefante de Sicilia expuesto en el Museo de Historia Natural del Estado de Nebraska (fuente flickr.com). Imagen derecha: cráneo de un elefante (fuente: siciliafan.it)

Dragones, criaturas de hace más de 65 millones de años

¿Qué sería de una entrada dedicada a criaturas mitológicas sin hablar de los dragones? Los dragones son con diferencia una de las figuras mitológicas más extendidas, con presencia en Europa, Asia, Oriente Próximo e incluso en América. Muchos grandes mitos de la historia tienen a un dragón como protagonista, como son la historia de San Jorge, que mató a uno de ellos para liberar a una princesa, o el héroe nórdico Sigfrido, que acabó con el dragón Fafner para así poder acceder al tesoro de los nibelungos que custodiaba la criatura. Son por tanto muchos los mitos relacionados con dragones, pero en todos ellos, y a pesar de las grandes distancias que separan las distintas culturas y el escaso o nulo contacto que hubo entre ellas, en todas al dragón se le representa como una criatura de grandes proporciones y aspecto reptiliano que podía o no tener alas. En ocasiones los dragones aparecen representados con cuerpo de serpiente, algo habitual en Asia pero también en América, donde encontramos al dios Quetzalcóatl (representado como una serpiente con plumas, que es lo que significa su nombre), e incluso en la Antigua Grecia, donde los dragones y las serpientes monstruosas en muchos casos eran lo mismo (dragón significa literalmente serpiente en griego). Pero de todas las representaciones posibles de los dragones hay un elemento destacado que se mantiene en todas o casi todas, y es la existencia de una cabeza monstruosa, un cráneo grande y robusto que nos recuerda a unas criaturas de nuestro pasado geológico.

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Tabla pintada por Paolo Uccello sobre la historia de San Jorge y el dragón, uno de los mitos más importantes del cristianismo en el que aparece una de estas criaturas mitológicas (fuente: educacion.ufm.edu)

Los dinosaurios, en especial los grandes terópodos (principales carnívoros), habitaron por prácticamente todo el planeta. Actualmente hemos encontrado restos de estos depredadores en todos los continentes, con el Gigantosaurus en Sudamérica, el Tyrannosaurus en Norteamérica, el Torvosaurus en Europa, el Carcharodontosaurus en África o el Shaochilong en Asia, entre otros muchos. Casi todos ellos habitaron durante el Cretácico y sus restos, en especial sus cráneos, pudieron servir como base para el nacimiento de los dragones como seres mitológicos, aunque se sospecha que en realidad es posible que cualquier fósil que se encontrara en el pasado ayudase a crear la imagen que todos conocemos de lo que es un dragón. De esta manera los elementos ornamentales que se le ponen a algunos dragones, tales como cuernos o incluso alas, pudieron venir de otras criaturas de nuestro pasado geológico cuyos restos fueron confundidos con los propios de los famosos reptiles de sangre caliente que dominaron el planeta durante el Mesozoico.

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Recreación por ordenador a tamaño real de los esqueletos de Tyrannosaurus (derecha) y Gigantosaurus (izquierda) con respecto al de un ser humano normal. Los dos dinosaurios terópodos tienen cráneos monstruosos que en el pasado bien pudieron ser confudidos con los de dragones y ser así parte fundamental en la creación de estos seres mitológicos (crédito: Vitamin Imagination)

Los dragones han tenido un gran peso en muchas sociedades de la historia y siempre han estado asociados con el poder. Es por ello que muchos gobernantes de la Europa medieval los empleaban como emblema de su casa, aunque ya los romanos los relacionaban con el poder y la sabiduría. Y aunque sean seres mitológicos, como pasó en su momento con los unicornios, a lo largo de la historia muchos han creído en su existencia real, lo que ha llevado a que durante mucho tiempo se vendieran en el mercado ciertas partes de dragones que en realidad debían ser restos de cocodrilos o incluso fósiles, fósiles que a buen seguro acabaron destruidos por esa mezcla de ignorancia y misticismo que da lugar a las peligrosas pseudociencias, tan reñidas con la auténtica ciencia.

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En la Edad Media se vendía en el mercado escamas de dragón que casi con total seguridad correspondía en realidad a escamas del cocodrilo del Nilo, uno de los crocodilios (Orden Crocodilia) más grandes del planeta (fuente: wikifaunia.com)

Las sirenas, las ninfas del mar

La última criatura que veremos en esta entrada son las sirenas, que aunque siempre las asociamos con el Mar Caribe no son exclusivas de él. Las sirenas son criaturas mitológicas de amplia presencia en culturas de muy diversos lugares del mundo, como en la Cultura Clásica, en Medio Oriente o incluso en la Cultura Celta, que habitan a veces en el mar pero otras en ríos y lagos. En todos los casos se les representa como criaturas de aspecto más o menos femenino, no necesariamente atractivo ni siempre mitad pez, aunque es lo común. Las sirenas son en ocasiones seres bondadosos que alertan con sus cantos a los marineros (la Sirenuca cántabra) o conceden deseos si quien las captura las libera de nuevo (la Ceasg escocesa) pero por lo general se trata de criaturas malévolas que atraen a los incautos a una muerte segura, ya sea fingiendo ser mujeres que se ahogan (Islas Británicas) o hechizando a los marineros con sus preciosos cantos (Grecia Antigua).

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Uno de los pasajes más famosos de la Odisea de Homero es cuando Ulises se enfrenta, atado a su mástil y con sus hombres con tapones de cera en los oídos, a las sirenas. Este pasaje ha sido ampliamente representado en el arte, como es el caso de esta obra de Herbert James Draper que se puede ver en la Ferens Art Gallery de Kingston upon Hull (Reino Unido)

Con una representación tan amplia y variada es muy difícil determinar un origen claro del mito de las sirenas, aunque sí podemos aclarar qué veían en realidad los marineros en el mar. Porque no son pocos los testimonios que tenemos de personalidades respetables del mar que afirmaban haber visto sirenas, incluso un personaje histórico como es Cristóbal Colón afirmó en el diario de su primer viaje que vio tres sirenas, pero que no eran tan hermosas como siempre se ha dicho. El motivo de esto es posiblemente porque lo que vio en realidad distaba mucho de ser una criatura mitológica, sino que más bien se trataba de un animal real que todavía hoy en día existe. Los manatíes y los dugongos, también llamados vacas marinas, son mamíferos acuáticos completamente adaptados a la vida en el agua que viven en las zonas tropicales del Atlántico, el Índico, en el Mar Rojo y hasta en algunos ríos de la Amazonia. Se cree que son estos animales los que han sido confundidos con sirenas por los marineros durante siglos, y tal es la seguridad en esta afirmación que actualmente todos ellos definen el Orden Sirenia.

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Los manatíes son mamíferos acuáticos muy dóciles que habitan en el Atlántico tropical y en algunos ríos de Sudamérica. Por su morfología y sus hábitos se cree que eran estas criaturas lo que veían los marineros cuando creían haber visto sirenas (fuente: nationalgeographic.com.es)

Parece claro que estos animales son el origen real de las sirenas, pero de nuevo podemos encontrar alguna de las claves de este mito en el registro fósil. Porque uno de los sirenios más grandes que ha existido jamás, el único que se conoce que habitó en aguas frías, es la vaca marina de Steller (Hydrodamalis gigas). Este animal, que podía llegar a pesar hasta las 10 toneladas y alcanzar los 8 metros de longitud, muy superior a los 500 kg y 6 metros de los manatíes, estaba emparentada estrechamente con el dugongo, curiosamente el sirenio más pequeño de todos. La vaca marina de Steller tuvo una amplia distribución geográfica durante el Pleistoceno, ya que hemos encontrado restos fósiles de esta especie en buena parte de las costas del Pacífico, desde California hasta Japón, pero a medida que las temperaturas globales subieron con la última deglaciación (ver Las glaciaciones del Cuaternario) su presencia se fue reduciendo poco a poco hacia el norte. Es así que cuando esta especie de sirenio fue descubierta por el alemán George Wilhelm Steller en 1741, mientras ejercía como médico de la Segunda Expedición a Kamchatka de Vitus Bering, ya sólo habitaba en las frías aguas del Mar de Bering. La vaca marina de Steller tuvo un triste final al extinguirse en 1768, menos de 30 años después de su descubrimiento, por la intensa caza de la que fue presa debido a su comportamiento apacible y dócil.

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La vaca marina de Steller, a pesar de su gran tamaño, era un mamífero de gran docilidad que no opuso resistencia a la caza indiscrimimnada de la que fue presa y que la acabó llevando a la extinción en menos de 30 años desde su descubrimiento (crédito: Carl Buell)
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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.

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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“.

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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?

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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.

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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.

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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.

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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.

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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.

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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.

La contaminación de los acuíferos

Uno de los mayores problemas a los que se enfrenta el estudio del agua para abastecimiento humano es el de la calidad de las aguas naturales. Y dentro de los habituales orígenes del agua destinada a consumo humano tiene un peso especial el agua que procede del subsuelo, hasta el punto de que en España las aguas subterráneas suponen el 59’8% del agua utilizada para abastecimiento. Pero en contra de lo que muchas veces se dice o se piensa, un agua subterránea no es automáticamente sinónimo de calidad. Y es que muchas veces estas aguas son deficientes debido a factores que pueden ser tanto naturales como humanos y que normalmente nos es muy difícil discernir. Por ello el estudio de las aguas subterráneas es tan importante, pero para tratar las causas que puede haber detrás de una mala calidad en ellas deberemos explicar antes dónde están confinadas las aguas subterráneas y qué características generales tienen.

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Las aguas subterráneas son una de las principales fuentes de agua para consumo humano que en el caso de España representan casi el 60% (fuente: efeverde.com)

Los acuíferos, ¿de verdad son ríos subterráneos?

Estoy seguro de que muchos habéis pensado alguna vez que los acuíferos son como ríos subterráneos que hay en el subsuelo que no se diferencian demasiado de los ríos que tenemos en superficie. Pero lo cierto es que la realidad es muy diferente a eso, ya que para empezar nunca vemos los acuíferos precisamente por su posición subterránea, lo que tiene además grandes implicaciones a la hora de hablar de su contaminación. Así que, ¿qué es un acuífero en realidad? En hidrogeología definimos a un acuífero como “una formación geológica que contiene agua en cantidad apreciable y que permite que circule a través de ella con facilidad“. Es decir, independientemente de lo que hayamos oído o solamos pensar, un acuífero no es más que una masa rocosa empapada en agua en la que dicho agua circula sin mayores problemas. Pero los acuíferos no son las únicas formaciones geolóicas que  contienen agua, si bien no es tan fácil de explotrarlas como los acuíferos, ya que también podemos encontrar formaciones con agua en las que apenas circula (acuitardos) o incluso formaciones en las que hay agua pero esta no circula de ninguna manera (acuicludos). Independientemente de que estemos ante un acuífero o un acuitardo, ya que siempre necesitamos que el agua circule, en ocasiones se produce la salida a la superficie mediante manantiales naturales o surgencias.

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En ocasiones el agua que discurre por el interior de rocas carbonatadas, solubles, puede encontrar una salida espectacular y dar lugar a lo que se conoce como surgencia de agua (fuente: eltiempohoy.es)

Los acuíferos y los acuitardos se diferencian entre sí sólo porque en los primeros el agua circula bien y en los segundos no. ¿Pero qué es lo que marca esa diferencia? La permeabilidad, definida como “la capacidad de un cuerpo para permitir que un fluido lo atraviese sin problemas“, un fluido que para el caso que nos ocupa es el agua. La permeabilidad es una característica del material atravesado, de la propia formación geológica, que tiene su origen en otra propiedad física: la porosidad. La porosidad es un concepto muy intuitivo que no obstante va más allá de lo que pueda parecer a simple visto. Normalmente cuando oímos esta palabra pensamos en un material granuloso que está formado por granos sueltos entre los que hay huecos por los que pasará el agua, como puede ser una arena o un saco de arroz. Esta imagen es correcta pero no del todo, ya que en primer lugar, para que un material sea permeable no necesita que todos sus huecos estén ocupados por agua, ni tampoco que los que sí lo están lo estén por completo llenos de agua. Pero es que además esta definición es sobre un material suelto que podría tratarse de un sedimento (caso de una arena), y las rocas también tienen porosidad aunque sus granos no estén sueltos. Incluso cuando una roca parece compacta pero tiene fracturas por las que el agua puede discurrir sería un material con cierta porosidad que puede definir un acuífero o un acuitardo.

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La porosidad de un material tiene mucho que ver con su propia permeabilidad, ya que abre un camino en ella por el cuál el agua puede discurrir, ya sea mediante fracturas o por los huecos que dejan los granos de un material granular (imagen tomada de “Apuntes de Hidrogeología”, de F. Javier Sánchez San Román, Universidad de Salamanca)

Ya hemos dicho que los poros del terreno no tiene por qué estar ocupados por completo de agua. De hecho en realidad los poros que tiene el suelo están por lo general libres de agua en mayor medida hasta una cierta profundidad, por debajo de la cual ya están completamente llenos, o saturados si usamos la palabra correcta. A este nivel que separa la parte con huecos saturados (zona saturada) de la parte en la que los huecos están ocupados tanto por agua como por aire (zona no saturada) es lo que llamamos nivel freático, definido como una superficie con presión igual a la presión atmosférica. El nivel freático tiene una gran importancia a la hora de hablar de acuíferos porque es también el nivel a partir del cuál vamos a encontrar agua que podamos explotar, pero también porque nos ayuda a clasificar los acuíferos en tres tipos que vamos a ver a continuación. Un acuífero libre es aquel en el que su parte superior está a presión atmosférica y por tanto en equilibrio con el exterior, de manera que si sacamos agua de un pozo que lo perfore el nivel freático bajará en función de lo que hayamos extraído. Por su parte un acuífero confinado es aquel que no tiene contacto con el exterior y en el que la parte superior está a una presión mayor que la atmosférica (si alguna capa confinante que aisla el acuífero es un acuitardo que permite un limitado contacto entonces estaríamos hablando de un acuífero semiconfinado). En los acuíferos confinados, cuando los perforemos para sacar agua, el nivel freático inicialmente no baja debido a que la extracción está al principio sustentada por la bajada de la presión a la que está el agua. En otras palabras, mientras que un acuífero libre es como un vaso de agua del que bebemos con una pajita, un acuífero confinado es una botella de gaseosa movida y a punto de explotar que perforamos con una aguja.

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En función de la presión a la que se encuentra el agua de su interior podemos distinguir entre acuíferos libres si están a presión atmosférica (normalmente en contacto con la propia superficie), acuíferos confinados si están a una presión mayor que la atmosférica y sin contacto con el exterior y acuíferos semiconfinados si la presión es mayor a la atmosférica pero hay cierto contacto con el exterior (imagen tomada de aquabook.agua.gob.ar, sacada de Banco de imágenes del Departamento General de Irrigación)

Estamos viendo que los acuíferos, a pesar de que se suelan considerar como ríos bajo el suelo, lo cierto es que no son exactamente así. En primer lugar debemos tener en cuenta que en ellos el agua discurre sólo por los poros disponibles del terreno, que no van a estar alineados. Por ello la velocidad a la que el agua avanza en un acuífero es muy inferior a la de un río superficial. Pero es que además hay otro factor a tener en cuenta, y es que mientras que en superficie el agua va de las zonas altas a las zonas bajas, en los acuíferos lo hace desde los puntos con mayor columna de agua sobre ellos (mayor presión hidrostática) a los que tienen una menor columna. En ambos casos el agua se mueve buscando el punto de menor energía, en el que le cueste menos esfuerzo permanecer, lo que nos recuerda una vez más que la naturaleza siempre es vaga, como ya vimos en El origen del relieve. Todo esto nos sirve para ver que, aunque la superficie del terreno puede descender, el agua subterránea puede ascender si eso le supone un estado de menor energía. Esto se entiende muy bien con un acuífero confinado en el que el agua está a gran presión y por tanto con mucha energía. Si nosotros perforamos este acuífero el agua no subirá hasta el nivel freático sino hasta otra superficie teórica que es en la que el agua del acuífero estaría en equilibrio, lo que llamamos nivel piezométrico. Esto ocurre muchas veces, y es la causa de que en ocasiones, al perforar un pozo, de él salga un chorro de agua que sobrepase la superficie del terreno.

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En los acuíferos confinados el agua está a mayor presión que la que hay en superficie, lo que hace que cuando los perforamos el agua pueda salir disparada hacia arriba en busca de su nivel piezométrico (fuente: avias-aguassubterraneas.blogspot.com.es)

Formas de contaminación y actividades contaminantes

Ahora que ya sabemos cómo se comportan las aguas subterráneas y qué son los acuíferos vamos a ver cómo pueden contaminarse. Pero antes tenemos que tener en cuenta que la composición química del agua subterránea no es siempre la misma porque va a depender de muchos factores, entre ellos la contaminación atmosférica o el tipo de roca con las que está en contacto el agua. Porque no podemos olvidar que parte del agua de un acuífero viene de la infiltración del agua de lluvia en el terreno, por lo que si en la atmósfera había ciertos contaminantes solubles estos pueden ser arrastrados hasta el acuífero. Pero también debemos tener en cuenta que el agua no es inerte y que va a reaccionar con los minerales y las rocas del suelo, de manera que a veces disolverá minerales (sal, yeso, carbonatos) y se enriquecerá en determinados elementos químicos que en algunos de los casos podrían ser nocivos para el ser humano (arsénico, por ejemplo). Por tanto, a pesar de que las aguas subterráneas se consideran una buena fuente de agua dulce, lo cierto es que muchos acuíferos no son potables por diversos motivos naturales o de origen humano, tales como contener agua salada o petróleo (que se desplaza también por la porosidad de la roca) o con altas concentraciones en elementos tóxicos. Es por este motivo que antes de explotar un acuífero es siempre necesario saber cuál es la calidad inicial de las aguas subterráneas para saber si efectivamente podrá ser empleada para consumo humano o no. Y aunque muchas veces el origen de la contaminación de un acuífero es natural, a partir de ahora vamos a centrarnos en la contaminación de las aguas subterráneas a partir de actividades humanas.

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Las aguas subterráneas se alimentan principalmente de agua de lluvia que se infiltra en el suelo, pero también hay casos en los que los aportes proceden de algún río influente (imagen tomada de “Apuntes de Hidrogeología”, de F. Javier Sánchez San Román, Universidad de Salamanca)

Hay cuatro vías por las que un acuífero puede contaminarse. La primera de ellas es mediante infiltración de contaminantes que hay en superficie (vertederos mal sellados, abuso excesivo de abonos y pesticidas…) y que pueden infiltrarse en el terreno por ellos mismos o favorecidos por el agua de lluvia. La segunda vía es la de la filtración de sustancias líquidas que pueden estar en almacenes subterráneos de mala calidad o que pueden proceder de ríos influentes (ver La ciencia del Ciclo del Agua) ya contaminados. La tercera es la contaminación por captaciones, bien porque ponemos en contacto un acuífero contaminado con otro que no lo estaba, porque con una sobreexplotación rompemos el equilibrio existente en el acuífero y en consecuencia entra agua de mala calidad, o bien por captaciones mal construidas o abandonadas que crean un acceso al acuífero desde superficie. Y por último tenemos la inyección de sustancias nocivas dentro del acuífero para quitarlas de la superficie. Independientemente de la vía de entrada del contaminante, una vez dentro del acuífero este se distribuirá siguiendo el flujo subterráneo que tenga el propio acuífero, muy lento pero también muy difícil de detectar.

 

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La contaminación de las aguas subterráneas implica en ocasiones complejos mecanismos de transporte de los contaminantes, que pueden llegar al acuífero por cuatro vías principales: infiltración, filtración, inyección o mediante captaciones (fuente: empresayeconomia.republica.com)

La contaminación de acuíferos es un tema muy serio porque una buena parte de la población consume agua de este origen. Por ello también conviene saber qué actividades humanas son las más contaminantes y cómo afectan a las aguas subterráneas para poder saber cómo actuar, ya sea en prevención o en remediación (evitando la contaminación o arreglándola una vez ya ha ocurrido). Los residuos urbanos y las aguas residuales son uno de los principales tipos de contaminantes de aguas subterráneas, a las que pueden llegar por infiltración desde la superficie, mediante filtración a partir de fosas sépticas o por inyección en acuíferos agotados o inservibles para consumo humano. Lo bueno de estos casos es que el foco de contaminación está muy localizado, por lo que una vez detectado el problema es relativamente fácil solucionarlo, aunque no así la limpieza del acuífero. Las actividades industriales de todo tipo son otro ejemplo de actividad humana que tiene un importante impacto en aguas subterráneas, a donde los contaminantes pueden llegar por muy diversas vías (rotura de tanques y balsas, fisuras, infiltración a partir de escombreras, inyección para obtención de agua o petróleo, residuos nucleares…). Pero si hay una actividad que produce una grave y muy peligrosa contaminación de los acuíferos esa es, curiosamente, la agricultura y la ganadería. En el primer caso la contaminación es siempre difusa y por tanto muy difícil de controlar, aportando a las aguas subterráneas sustancias (fertilizantes y plaguicidas) que pueden permanecer durante años dentro del acuífero antes de verse degradadas. Pero es que a veces, cuando se degradan, estas sustancias se convierten en otras que resultan ser mucho más tóxicas que las iniciales, ya ni hablar de impurezas que no vienen contempladas en la ley y que pueden tener consecuencias nefastas si luego ese agua se emplea para consumo humano. Porque aunque cueste creerlo, en ocasiones el 50% del fertilizante echado en un campo acaba infiltrándose hasta los acuíferos que hay debajo, lo que es sin duda un porcentaje muy elevado que ya nos habla de un gran derroche de agua y de un gran impacto. En cuanto a la ganadería, por lo general no tiene un gran impacto e las aguas subterráneas debido a que está bastante localizada y controlada esta actividad, pero en ocasiones puede suponer un grave problema si hablamos de grandes instalaciones o de una granja porcina, que libera muchos purines.

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Son muchas las actividades humanas que pueden provocar la contaminación de las aguas subterráneas, destacando de entre ellas la agricultura y la ganadería (imagen tomada de Los grandes escultores del relieve terrestre, de Francisco J. Barba Regidor)

Conclusiones finales

La contaminación de los acuíferos y las aguas subterráneas por actividades humanas es uno de los mayores problemas medioambientales a los que nos enfrentamos como especie. El motivo quizás sea que, dado que un acuífero contaminado no se ve (como sí se ve un río o un lago), no les prestemos la misma atención. Y es que un problema que vemos podemos combatirlo, pero uno que no vemos es imposible conocerlo al mismo nivel, mucho menos arreglarlo. Por ello hay que tener en cuenta que, antes de sobreexplotar un acuífero o usar abusivamente de ciertas sustancias (especialmente fertilizantes), un acuífero contaminado es prácticamente imposible de arreglar. De hecho en realidad nuestras opciones de actuación son muy limitadas y prácticamente sólo podemos esperar a que los contaminantes sean eliminados de manera natural, ya sea porque se degradarán con el tiempo, se diluirán en el volumen total del acuífero, se filtrarán a niveles que no nos afecten, precipitarán o serán eliminadas por reacciones químicas de oxidación-reducción. Y si esto no ocurre, la única manera que nos queda es la de esperar a que el contaminante salga del acuífero, en cuyo caso no podemos olvidarnos que el agua avanza muy lentamente por ellos y que a vece puede permanecer en un acuífero (los contaminantes también) durante miles de años. Por ello los acuíferos hay que protegerlos y no fomentar nunca ni su sobreexplotación ni las malas actuaciones, que podrán tener consecuencias nefastas que duren mucho tiempo.

Lanzarote y Archipiélago Chinijo, un geoparque de islas volcánicas oceánicas

El repaso de los geoparques españoles empieza a llegar a su fin, y para ver el penúltimo de ellos volvemos de nuevo a Canarias. Lanzarote y Archipiélago Chinijo es el décimo geoparque español (undécimo si todavía contamos al desaparecido geoparque del Maestrazgo), y fue declarado como tal en septiembre del año 2015, cuando este blog ya existía. Actualmente este geoparque ostenta el número 64 en la Red Europea de Geoparques (EGN) y el número 119 en la Red Global de Geoparques (GGN), pero veamos en esta entrada qué es lo que le hace tan especial.

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Mapa de los 71 geoparques que forman parte actualmente de la Red Europea de Geoparques, indicando con un círculo negro la posición del Geoparque de Lanzarote y Archipiélago Chinijo (modificado a partir de europeangeoparks.org)

Patrimonio natural de gran valor

Lanzarote, conocida como la isla de los volcanes, es la isla más nororiental de las siete islas mayores que componen las Islas Canarias, un archipiélago de origen volcánico cuyos edificios y formas definen el decimocuarto contexto geológico español de relevancia internacional. También es la cuarta isla más extensa del archipiélago, con una morfología ovalada y alargada en dirección NE-SW que comparte con la cercana Fuerteventura. De hecho, desde el punto de vista geológico ambas islas forman una única estructura geológica a modo de rift o dorsal.

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Todas las Islas Canarias han tenido un origen volcánico, pero pocas como en Lanzarote para apreciar ese pasado y ese origen tan espectacular (fuente: momondo.es)

Lanzarote es una isla de gran riqueza natural, y prueba de ello son los 12 espacios protegidos que hay en ella, entre ellos el importante Parque Natural de Timanfaya o el Parque Natural del Archipiélago Chinijo, que también da parte del nombre al geoparque. Este pequeño archipiélago está situado al norte de la isla principal y está formado por una serie de islas, islotes y roques marinos que están principalmente deshabitados, ya que sólo La Graciosa tiene una población estable. Gracias a estas características, las Islas Chinijo son un enclave principalmente virgen y alejado de la mano del hombre, lo que ha propiciado que en ellas tengamos la mayor reserva marina de toda la Unión Europea. Porque no olvidemos que casi todos los geoparques corresponden a regiones con gran valor natural que tienen diferentes figuras de protección, y Lanzarote y Archipiélago Chinijo no es una excepción.

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Las Islas Chinijo son un pequeño archipiélago de islas e islotes prácticamente deshabitados que se sitúa al norte de Lanzarote (fuente: laguaridadebam.blogspot.com.es)

El geoparque de Lanzarote y Archipiélago Chinijo tiene casi 2500 km2, de los cuales una buena parte se encuentra bajo el mar gracias a que la profundidad máxima de la plataforma submarina que rodea Lanzarote no supera los 100 m. En total hay inventariados dentro de él casi 70 Lugares de Interés Geológico (LIG’s), de los cuales 13 tienen relevancia internacional y 19 son marinos. A esto hay que añadir los numerosos museos y centros de interpretación, como son los llamados Centros de Arte, Cultura y Turismo del Cabildo de Lanzarote (CACT), una versión moderna de la intervención tradicional de los habitantes de la isla en su entorno.

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En Lanzarote y Archipiélago Chinijo encontramos 69 geosites distribuidos tanto en tierra como bajo el mar (fuente: geoparquelanzarote.org)

Nacimiento y evolución de Lanzarote

Las Canarias tienen una compleja historia geológica y un origen todavía incierto para el que aún no tenemos una respuesta satisfactoria. Lo que sí sabemos de ellas es que se encuentran dentro de la placa Africana y sobre una corteza de edad Jurásico. Pero las islas no son tan antiguas sino mucho más jóvenes, siendo Lanzarote una de las primeras en iniciar su formación junto con Fuerteventura durante el Oligoceno. A partir de ese momento la isla experimentó una serie de fases de construcción del edificio que fueron alternándose con otras de destrucción, con episodios de megadeslizamientos como ocurre con todas las  Canarias. De esta forma la isla, constituida en su mayoría por materiales basálticos, tiene una historia geológica que podemos dividir en tres etapas de construcción, una primera submarina y dos subaéreas, separadas por periodos de inactividad volcánica, algo muy similar a lo visto para el geoparque de El Hierro.

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Génesis y evolución de la formación de las Islas Canarias, incluyendo la formación de una hipotética isla al sur de El Hierro en un futuro (modificado a partir de una imagen de redinfometeo.9forum.info)

El comienzo de la historia de la isla es incierto, pero gracias a un sondeo profundo de 2702 m (el único en todas las islas) sabemos que las raíces de Lanzarote están formadas por tobas y lavas submarinas con fósiles en su base de edad Oligoceno medio-inferior. Qué ocurrió después es evidentemente un vulcanismo submarino del que tenemos pocas pruebas, pero ya en el Mioceno este dio paso al primer ciclo eruptivo subaéreo, el de los Edificios Antiguos. Este segundo ciclo (si consideramos el submarino) se concentra en dos macizos que están separados el uno del otro por las tierras bajas que cubren la mayor parte de la superficie de la isla. Estos dos macizos son Los Ajaches, al norte de Lanzarote y con una edad de 15’5-12’3 millones de años (Ma), y Famara, al sur de la isla y con dataciones en sus materiales de 10’8-3’7 Ma. Con posterioridad a este primer ciclo hubo un periodo de calma volcánica relativamente largo que pudo durar al menos 2’5 millones de años, tiempo en el que los edificios antiguos se vieron en parte desmantelados por desplomes y otros procesos erosivos.  Esta situación se mantuvo hasta que en el Plioceno se reanudó la actividad con el tercer y último ciclo eruptivo, correspondiente con la Actividad Reciente. Este ciclo, con una actividad más o menos continua desde hace 1’8 Ma y hasta la actualidad, se caracteriza por un volumen de material emitido muy inferior a los anteriores, pero sobre todo por estar asociado a un sistema fisural conocido como la Dorsal Central, con la mayoría de edificios alineados en dirección NE-SW. El máximo de actividad de este último ciclo se produjo en el Pleistoceno y a él se asocia la formación de los islotes que constituyen las Islas Chinijo. A partir de ahí la actividad se ha ido reduciendo poco a poco, con solo dos erupciones dentro de época histórica: Timanfaya (1730-1736), la más importante de las erupciones históricas de Canarias, y la triple erupción de 1824, que dio lugar a la formación de los volcanes Tao, Nuevo del Fuego y Tinguatón.

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Mapa geológico de Lanzarote y las Islas Chinijo (izquierda) y esquema temporal de formación de los diferentes edificios y fases eruptivas de Lanzarote (derecha). Imagen modificada a partir de Ancochea (2004)

Los geosites de Lanzarote y Archipiélago Chinijo

El geoparque de Lanzarote y Archipiélago Chinijo es muy rico en cuanto a su patrimonio geológico, con un total de 68 geosites de los cuales 19 son marinos y el resto se localizan en tierra firme. Y como no podía ser de otro modo, la mayoría se encuentran dentro de la isla de Lanzarote. El Risco de Famara es un acantilado de unos 25 km de longitud y 400-600 m de altura que corresponde con la cicatriz dejada en la isla por uno de los megadeslizamientos que tanta importancia han tenido en el pasado geológico de Canarias. También en Lanzarote podemos encontrar, a pesar de que estamos hablando de una isla relativamente joven, algunos yacimientos paleontológicos de gran interés. Uno de ellos es la Zona de Órzola, donde hay dunas antiguas con un elevado contenido fósil lleno de restos óseos, fragmentos de caparazones de tortugas y huevos de gran tamaño de aves marinas ya extintas, entre otros muchos y variados restos. Otro tipo de geosite de gran valor turístico son los tubos volcánicos, con numerosos ejemplos distribuidos por toda la isla (Tubo de La Corona, Cueva de los Naturalistas), que en algunos casos han visto desplomados sus techos y han dado lugar a los famosos jameos canarios. Estos tubos se formaron a partir de corrientes de lavas que discurrieron por el subsuelo de la isla y que dejaron su marca en ella una vez dejaron de hacerlo. A todos estos geosites debemos añadir los numerosos lugares y sitios de interés geológico relacionados con el vulcanismo de la isla, con conos volcánicos, campos de lava y numerosas regiones en las que los procesos volcánicos y eólicos interactúan y trabajan conjuntamente para modelar el paisaje lanzaroteño.

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El modelado volcánico ha sido crucial en el desarrollo de paisaje de Lanzarote, con ejemplos como el campo de lava de Timanfaya, formado durante la erupción de 1730-1736 (fuente: geoparquelanzarote.org)

En cuanto a las Islas Chinijo, en ellas encontramos en el islote de Alegranza La Caldera, que con sus 1238 m de diámetro es el mayor edificio hidromagmático del archipiélago y uno de los mejores lugares donde se puede ver y estudiar la secuencia de formación de este tipo de edificios. También podemos visitar en las islas algunos acantilados y playas de gran espectacularidad (Trocadero-El Veril en el islote de Alegranza o la costa de Los Resbalajes en La Graciosa), barrancos como el Barranco de Los Conejos (La Graciosa) y algunos edificios volcánicos de interés, como es el caso de la antes mencionada La Caldera, la Montaña Clara (Roque del Este) o la Montaña Amarilla (La Graciosa), único edificio de la isla configurado por depósitos palagonitizados de origen hidromagmático. Todos ellos no hacen más que aumentar el valor patrimonial de un geoparque de gran interés en el que la vulcanología es quien lleva el mayor peso.

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En el islote de Alegranza encontramos Trocadero-El Veril, un acantilado marino de entre 40 y 200 m de altura constituido principalmente por una alternancia de coladas de lava, depósitos de lapilli y corrientes piroclásticas de densidad (fuente: geoparquelanzarote.org)

La mayoría de la información manejada para la escritura de esta entrada ha salido de la Página Web del geoparque o del excelente resumen del vulcanismo de Canarias que hace Eumenio Ancochea en el libro Geología de España (Vera, 2004). Pero también ha habido alguna información obtenida del Portal Oficial de Turismo de Lanzarote, que animo a que visitéis. Todo esto ha sido imprescindible para poder acercaros este geoaparque que tenemos dentro de la isla de los volcanes, un geoparque terrestre y marino lleno de islas volcánicas muy interesantes y en ocasiones sin apenas impacto humano.

*Fe de erratas: Inicialmente en la entrada se hablaba del Geoparque Lanzarote uy las Islas Chinijo y no del Geoparque Lanzarote y Archipiélago Chinijo

El modelado glaciar

Los agentes geomorfológicos son elementos del medio capaces de modelar el paisaje con su actividad, creando nuevas formas del relieve o destruyendo las ya existentes en función de los desequilibrios físicos que se produzcan. Por ejemplo, la elevación de un sistema montañoso va a traer consigo un rejuvenecimiento de los cauces fluviales, ya que con la elevación de sus cabeceras se producirá también un distanciamiento de sus perfiles de equilibrio, lo que en última instancia hará que los procesos erosivos se aceleren. Pero aunque siempre que hablamos de modelado solemos emplear el modelado fluvial como ejemplo, hay que tener en cuenta que el aire en forma de viento, el mar con sus corrientes y el oleaje, o incluso el hielo también son capaces de modelar el paisaje a su antojo. En esta entrada de hecho vamos a hablar del modelado glaciar, del poder que tiene el hielo a la hora de crear formas del relieve y un paisaje tan característico y único como es el suyo.

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Un glaciar es una lengua de hielo que avanza hacia el mar, aunque a veces mueren en tierra firme sin llegar a generar icebergs. Esta imagen aérea es del glaciar Viedma, el mayor glaciar de Argentina (fuente: argentina-excepcion.com)

El hielo como sólido dinámico

Cuando pensamos en un cubito de hielo inmediatamente nos damos cuenta que, a diferencia del agua que bebemos, es sólido. Pero a pesar de que estamos hablando de un sólido el hielo no es un cuerpo inerte en el sentido de que interviene activamente allí donde lo encontramos. Y para entender cómo funciona debemos hablar antes de una de las características físicas más especiales que tiene el agua como sustancia química, y es que al solidificarse aumenta su volumen. Esto es debido a que, mientras el agua líquida tiene una estructura desordenada en la que las moléculas se unen unas a otras mediante puentes de hidrógeno, en el hielo su estructura cristalina está formada por un armazón tridimensional de moléculas de agua con numerosos huecos vacíos entre ellas. De esta manera la misma cantidad de agua ocupa más espacio si está en estado sólido (debido a esos huecos) que si lo está en estado líquido, una peculiaridad muy llamativa y especial. Pero no solo tiene esta consecuencia, ya que al ocupar un mayor volumen también está produciendo una menor densidad (en torno al 90%), lo que explica que el hielo siempre flote sobre el agua líquida en una proporción de 9 partes sumergidas y una emergida, una proporción que se ve muy bien cuando hablamos de icebergs, de los que sólo vemos sobre la superficie del mar una novena parte. Por último, y gracias a que el hielo flota, los lagos y mares de áreas polares pueden congelarse pero solo en superficie, permitiendo con ello que los peces y el resto de organismos que habitan en ellos puedan seguir viviendo bajo la capa de hielo sin mayores problemas.

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El hielo tiene aproximadamente una novena parte la densidad del agua líquida. Esta es la razón de que cualquier bloque de hielo, sea un cubito o un iceberg, al estar sumergido en agua mantenga siempre una novena parte sin hundirse (fuente: Niyazz / Shutterstock)

Las características físicas del hielo son muy especiales y lo convierten en una sustancia dinámica de gran importancia a la hora de modelar el paisaje, al menos en aquellas regiones donde lo encontramos. De esta manera en lo alto de las montañas y en las regiones polares el hielo es el principal agente modelador del relieve, y como agente geomorfológico que es su actividad la podemos dividir en tres procesos principales: erosión, transporte y sedimentación, si bien a la hora de hablar del modelado glaciar el transporte no tiene gran importancia.

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El modelado glaciar lo encontramos en zonas donde las temperaturas rondan los 0º C, siendo muy habitual en la alta montaña, donde encontramos lo que llamamos glaciar de montaña (imagen modificada a partir de ccin.ca)

La erosión glaciar, circos y valles en U

El proceso de erosión que produce el hielo lo podemos separar en dos grandes bloques. El primero de ellos es un fenómeno de meteorización física, es decir, estamos hablando de una alteración de los materiales geológicos por la acción de un agente externo (en este caso el agua en forma de hielo) a partir de una cuestión física. Como ya hemos visto, el agua tiene una dilatación anómala debido a que al congelarse aumenta de volumen y no al revés. De esta manera, si una cantidad de agua líquida que previamente se ha filtrado por una grieta se congela va a expandirse, produciendo una fuerza por dilatación que afectará a las paredes de la grieta y hará que se haga más grande. En otras palabras, si estamos en una región donde las temperaturas oscilan en torno a 0 ºC, temperaturas que permitirán al agua cambiar de estado sólido a líquido y viceversa con el tiempo, vamos a encontrar rocas fracturadas y rotas por estos cambios de estado. A este fenómeno de meteorización física lo conocemos como gelifracción o crioclastia, y es una de las formas más importantes de erosión por hielo que existen en el planeta.

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La gelifracción o crioclastia es un proceso de meteorización física que consiste en la dilatación del agua que hay dentro de las grietas de las rocas cuando pasa a estado sólido (imagen de arriba a la izquierda tomada de marinatejada1994.blogspot.es; imagen de arriba derecha tomada de randonature.ch; esquema de abajo modificado a partir de geocaching.com)

Como ya vimos en una entrada anterior, una de las mayores preocupaciones sobre el Calentamiento Global es la aceleración del deshielo que están sufriendo los glaciares del planeta. En aquel entonces ya explicamos que este deshielo es un fenómeno natural muchas veces mal entendido por la sociedad, ya que en realidad sabemos que hemos influido pero no tenemos muy claro cuánta ha sido nuestra influencia. En cualquier caso no devemos olvidar que los glaciares son lenguas de hielo que se desplazan por valles de una manera muy similar al agua de los ríos, erosionando y tansportando material que al final de su recorrido acabará siendo depositado en forma de sedimentos glaciares. Si nos centramos a la primera parte, en la erosión de estas lenguas de hielo, vemos que los glaciares actúan fundamentalmente por dos mecanismos muy sencillos. El primero es el arranque (placking) de material del sustrato rocos por el que avanza, algo que se produce tanto en los fondos como en los laterales del propio glaciar. El segundo es la abrasión, que podemos definir como el efecto de pulido que produce el hielo en la superficie sobre la que pasa y que deja como marca una serie de estrías de varios centímetros de anchura que nos ayudan a los geólogos a saber con posterioridad cuál fue la dirección de avance del glaciar.

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Imagen de estrías glaciares en Bockkarkees (Austria). Este tipo de marcas se producen por el avance de la lengua de hielo en el sustrato rocoso sobre el que se desplazó (fuente: emaze.com)

Las formas de relieve asociadas con la erosión glaciar pueden ser de tamaños muy diversos debido a que el hielo actúa a muy diversas escalas. La primera forma asociada con los glaciares son los circos glaciares, depresiones con forma de anfiteatro que se producen en la cabecera de un valle. Este tipo de forma es muy fácil de identificar gracias a su forma circular, y en ocasiones en su interior encontramos las famosas lagunas glaciares, que no son más que depresiones del fondo del glaciar que ahora están ocupadas por agua. Los circos glaciares los solemos encontrar en las zonas de alta montaña, aunque no son exclusivos de este ambiente, y en muchos casos están separados unos de otros por crestas angulosas o picos que reciben el nombre de horns (cuernos).

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Imagen del circo glaciar Tjønnholstinden, en Noruega (foto de Tore Røraas / Marianne Gjørv)

Lo que acabamos de ver es dentro de la cabecera del propio glaciar, pero también tenemos formas erosivas en su avance hacia su final. En este sentido la forma más destacada son los valles glaciares, valles en forma de U (paredes casi verticales y fondo amplio) que se han originado por el avance de la lengua de hielo. En muchos casos los valles glaciares fueron en origen valles fluviales (en forma de V) que al ser ocupados por un glaciar se amoldaron a este, pero lo que solemos ver en la actualidad, debido en parte a que estamos en un periodo interglacial (ver Las glaciaciones del Cuaternario), son antiguos valles glaciares ahora reconvertidos en valles fluviales pero con algunos rasgos que recuerdan su pasado glaciar. Pero los valles en U no son lo único destacado desde el punto de vista erosivo, ya que en ocasiones estos valles tienen en su fondo colinas rocosas alargadas en dirección al avance de la lengua de hielo que reciben el nombre de drumlins. Los drumlins pueden ser conocidos como whale-backs si son formas simétricas o como flyggbergs si son asimétricas. Por último podemos destacar, si bien son formas de una escala menor, los cantos aborregados, bloques irregulares que se producen en terrenos muy desiguales, concretamente en aquellas zonas en las que el hielo no pudo pulir toda la superficie sobre la que avanzó, dejando una parte rugosa que resalta del resto.

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El Valle de Ordesa es uno de los valles glaciares del geoparque de Sobrarbe, con las típicas paredes verticales y la base más o menos plana de este tipo de valles con forma de U (fuente: luzmediterranea.wordpress.com)

Sedimentos glaciares, el mundo de las morrenas

El hielo es agua en estado sólido, pero cuando lo estudiamos como agente geomorfológico lo consideramos más bien como un fluido de alta viscosidad. Y es que en realidad es un cuerpo difícil de deformar que tiene una alta capacidad de transporte pero una casi nula capacidad de clasificación. ¿Qué quiere decir eso? Que a diferencia del agua líquida de los ríos, que va a arrastrar material más grande o más pequeño en función de la fuerza de la propia corriente, el hielo transporta materiales de todos los tamaños juntos. Esto es muy importante a la hora de hablar de los depósitos de origen glaciar, que se van a caracterizar precisamente por esa mala clasificación, apareciendo en ocasiones rocas de grandes dimensiones que resaltan en el paisaje por no ser originarias de allí, los llamados bloques erráticos.

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Imagen de un bloque errático en Itillersuaq, al sur de Groenlandia (fuente: flickr.com)

Las morrenas glaciares son la forma de depósito glaciar más importante y conocida. Se trata de acumulaciones de material transportado por el glaciar que aparecen en las zonas donde el hielo desaparece. Según dónde encontremos este tipo de derrubios de tamaños muy diversos se habla de morrenas terminales (en el frente del glaciar), morrenas laterales (a los lados de la lengua de hielo) o morrenas de fondo (en la base del valle glaciar). Las morrenas son de gran importancia y a veces nos ayudan a cuantificar cómo fue el retroceso de un glaciar del pasado que ya no existe, ya que muchas veces apreciamos una serie de morrenas terminales cada vez más próximas a la cabecera que si las datásemos nos podrían dar una información muy valiosa en cuanto al Calentamiento Global del pasado.

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Las morrenas son acumulaciones de derrubios que fueron transportados por un glaciar. La morrena de esta imagen corresponde con una de las numerosas morrenas que encontramos en la ladera norte del Pico Mencilla, en el municipio burgalés de Pineda de la Sierra (imagen propia)

Además de las morrenas existen varias formas de depósito glaciar con nombres bastante complicados. Los esker son depósitos de gravas y arenas que fueron dejados en la base de corrientes subglaciares que circulaban por túneles bajo el hielo, acumulaciones que pueden llegar a tener hasta 40 m de altura. Por su parte los drumlins sedimentarios son colinas elípticas de varios kilómetros de longitud que se formaron por sedimentos depositados bajo la masa de hielo. Suelen ser asimétricos y elongados en la dirección de movimiento del glaciar, de manera que la parte con la pendiente mayor es siempre la que corresponde con la parte que está corriente arriba. Por su parte los kame son montículos formados por derrubios de arena y grava mal clasificados que se localizan en la terminación del glaciar o cerca de ella. A veces los kame pueden producirse por deltas de una corriente de deshielo, pero también lo pueden hacer por acumulación de derrubios dejados en el frente del glaciar. Y por último tenemos los kettle, que no son más que depresiones, generalmente circulares, que se sitúan en los materiales depositados en el frente de deshielo del glaciar. Esta forma se produce por la fusión de masas de hielo que llegaron a estar total o parcialmente enterradas y en ocasiones los encontramos ocupados por agua (kettle lakes).

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Los kame son montículos de elevada pendiente que se han formado por acumulación de derrubios. El kame de esta imagen se encuentra en Escocia (fuente: wikipedia.org)

Un caso particular pero muy importante de depósito glaciar son las varvas glaciares. Se trata de depósitos laminados formados por una alternancia de arcillas y limos (o arenas) que se forman en los lagos glaciares y en los deltas de las desembocaduras de corrientes de deshielo como consecuencia de las variaciones anuales de temperatura. De esta forma las láminas limo-arenosas, de un color claro, se dan en primavera y verano y son el resultado del transporte de las corrientes de agua generadas por el deshielo del glaciar, meintras que las láminas arcillosas, de color oscuro, se forman en invierno por decantación principalmente. Gracias a esa alternancia anual tan evidente las varvas glaciares se han convertido en una excelente herramienta para datar depósitos y conocer un poco mejor la historia de un glaciar o una región glaciar concreta, algo que cobra mayor importancia cuando el objetivo es realizar un estudio paleoclimático, tan importante para conocer el verdadero alcance del Cambio Climático Global actual.

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Las varvas glaciares son muy empleadas en estudios paleoclimáticos debido a la fácil cronología que se puede llevar a cabo en este tipo de depósitos laminados. La espectacular varva que se aprecia en esta imagen se encuentra en Montana y se formó durante la última glaciación (fuente: eos.tufts.edu)

La Tierra como organismo vivo

Cuando miramos a nuestro alrededor podemos ver con 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 los días, el mar sube y baja con las mareas, la luna cambia de fase cada semana… Todo a nuestro alrededor cambia constantemente, y la verdad que hay detrás de todos estos cambios es que en realidad vivimos en un mundo muy delicado que está sustentado por una serie de equilibrios que, si las condiciones que los mantienen cambian, van a desencadenar grandes cambios que en algunos casos pueden llegar a ser catastróficos y afectar a todo el planeta. El actual y famoso Calentamiento Global, uno de los Cambios Climáticos Globales que ha sufrido el planeta en su historia, es un claro ejemplo de ello pero no el único. En esta entrada vamos a ver cómo consideramos los geólogos al planeta Tierra, principal objeto de nuestros estudios y único hogar que tenemos los seres humanos en el Universo.

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Imagen de los terrenos multicolores del Parque Geológico de Zhangye, en China, formados por una serie de procesos de sedimentación, erosión y levantamiento tectónico que han actuado a lo largo de 24 millones de años (fuente: chinadiscovery.com)

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. Para empezar, la Tierra es el único planeta tectónicamente activo que conocemos, aunque hay evidencias que indican que Marte pudo haberlo sido en el pasado 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, ya que incluso nuestro planeta pudo no haber tenido siempre una tectónica así. Todavía el debate está abierto dentro de los investigadores, pero es muy posible que durante el Arcaico, el segundo de los tres eones del Precámbrico, la tectónica reinante en el planeta fuera muy diferente a la actual.

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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 (modificado a partir de USGS)

Los datos que hemos obtenido del registro rocoso indican que hace 3.800 millones de años (Ma) la primitiva corteza terrestre era mucho más fina y mucho más caliente que la actual, lo que sin duda habría significado un comportamiento mucho más dúctil (ver Las “piedras” se doblan) y una mayor pérdida de calor al espacio. Algunos autores creen que en un primer momento toda la corteza 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 de placa, que es lo que tenemos hoy en día. En cualquier caso, y al igual que ocurre hoy en día, el motor que mantenía activa la tectónica del planeta debió ser sin duda el calor interno de la Tierra, que en buena parte procede de la desintegración radiactiva de los radioisótopos existentes. Todavía nos queda mucho por conocer de los primeros millones de años de vida de nuestro planeta, pero lo que sí sabemos gracias al registro rocoso es que con el comienzo del eón Proterozoico (2.500 Ma) ya se estableció la tectónica que tenemos hoy en día, un cambio que nos demuestra con claridad cómo incluso algo aparentemente estable como es la tectónica del planeta no ha permanecido invariable a lo largo de su larga historia geológica. Un claro ejemplo de que nada es eterno en la Tierra.

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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 (fuente: 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 (hay muchos satélites activos orbitando otros planetas que también la tienen), sí es el único lugar del universo en el que sabemos a ciencia cierta que hay vida. Por el momento no estamos muy seguros de cómo surgió la vida, tampoco si esta apareció aquí o si por el contrario vino de alguna manera desde el espacio (modelo de paspermia), pero sí tenemos muy claro que existe vida desde un momento muy temprano de la historia del planeta. Porque los primeros restos fósiles que tenemos son del Arcaico, concretamente de hace 3.800 millones de años, que es también la edad a la que empezamos a registrar indicios de la presencia de una 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 sabemos cuál es, pero sí que es cierto que esta coincidencia en el tiempo es bastante llamativa, y es por ello que en la actualidad no son pocos los que creen que los satélites con una tectónica muy parecida a la nuestra son firmes candidatos a albergar formas de vida. Esperamos poder tener pronto una respuesta a este enigma.

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Las fumarola submarinas son emanaciones hidrotermales que ocurren en algunos puntos del fondo marino. Muchos autores creen que lugares como estos pudieron ser el origen de la vida del planeta, ya que los ecosistemas que en ellos viven no se basan en la energía solar sino en la energía química, lo que les habría permitido sobrevivir a la inhóspita superficie primitiva de los primeros océanos de 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 acerca 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 continentales. 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. De hecho 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.

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El descubrimiento, a mediados del s. XX, de que el fondo oceánico se expandía a partir de las dorsales fue la prueba definitiva que permitió asentar la teoría de la tectónica de placas y la deriva continental, actual paradigma de la geología (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 los geólogos al supercontinente del que Wegener encontró numerosas pruebas, que agrupó en sus cinco argumentos (geodésicos, geofísicos, geológicos, paleontológicos y paleoclimáticos). Lo que ya no es tan conocido por la sociedad no especializada es que Pangea no ha sido el único supercontinente que ha habido en la historia de la Tierra, sólo el último. Y es que Wegener no lo sabía, pero lo cierto es que a lo largo de la historia del planeta hemos vivido varios momentos de colisión continental generalizada que han llevado a la formación de un total de al menos cinco supercontinentes, a los que le dedicaré algún día una entrada propia. Estos supercontinentes son, de más antiguo a más moderno, Kenorlandia (2.700 Ma), formado a finales del Arcaico por la Orogenia Kenóxica, que además marca también el cambio de la tectónica primitiva a la actual; Nuna o Columbia (1.700 Ma), formado por las orogenias Hudsoniana y Karélida (y seguramente otras) en un momento en el que ya existían organismos eucariotas en el planeta; Rodinia (1.100 Ma), posiblemente uno de los más conocidos pero a la vez más controvertidos en cuanto a su forma; Vendia o Panotia (670 Ma), en el límite del Neoproterozoico-Fanerozoico, cuando surgieron los primeros organismos pluricelulares de la fauna ediacarense, que duró muy poco al empezar su ruptura antes de que hubiera terminado de configurarse; y Pangea (300 Ma), el último y más conocido de todos, formado por la Orogenia Varisca durante el Carbonífero, con la Península Ibérica en su núcleo (ver El Orógeno Varisco Ibérico). En el siguiente video os dejo una reconstrucción de cómo han sido estos supercontinentes y el resto de fragmentos continentales que creemos que ha habido en el planeta desde que existe una tectónica activa.

Pero no todo son cambios a gran escala, ya que también en este apartado podemos considerar otros cambios geográficos, como son los relacionados con los cambios del nivel del mar. Y no me estoy refiriendo a la famosa subida del nivel del mar asociada con el Cambio Climático, un fenómeno bastante mal entendido por la sociedad al no deberse al deshielo de los polos sino a otro fenómeno físico algo más difícil de explicar: la expansión térmica (el agua al calentarse ocupa más volumen y eso hace que aparentemente el nivel global suba). De todas formas, e independientemente de este fenómeno, el nivel del mar ha subido y ha bajado constantemente a lo largo de la historia de la humanidad. ¿Por qué? Antes de intentar dar respuesta a esta pregunta debemos explicar que en geología es un error hablar de subidas o bajadas del nivel del mar, sino que es aconsejable utilizar los conceptos de transgresión y regresión. Y es que debemos tener en cuenta que cuando hablamos de oscilaciones del nivel del mar de lo que estamos hablando en realidad es de los cambios que apreciamos en la línea de costa, y que un retroceso de la misma (regresión) no tiene por qué suponer una bajada global del nivel del mar. De hecho hay muchos motivos por los cuales la línea de costa puede avanzar o retroceder sin implicar una real subida o bajada del nivel del mar, como pueden ser movimientos tectónicos o un fenómeno muy importante del que solemos olvidarnos con demasiada frecuencia: la isostasia. De esta manera, cuando vemos que en una región las construcciones que en su momento se hicieron en la costa ahora están kilómetros tierra adentro se pueden deber sencillamente por un levantamiento tectónico del continente, lo que no implicaría que el nivel del mar hubiera bajado, o incluso de un hundimiento del fondo del mar. Como vemos, la tectónica de nuevo tiene mucho que decir, y es que no debemos olvidar que es ella la responsable de que en ocasiones acabemos teniendo en lo alto de las montañas fósiles y/o estructuras sedimentarias propias de medios marinos. Porque nada permanece estable en el planeta por mucho tiempo.

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En ocasiones encontramos en lo alto de las montañas estructuras que tienen su origen en el mar. En la Peña de Francia, a unos 1.700 m de altitud, encontramos ripples de oleaje fósiles en el seno de la cuarcita armoricana (derecha, imagen propia), ripples que se formaron en su momento en una playa arenosa poco profunda como la de la imagen de la izquierda (fuente: biodiversidadvirtual.org)

Los cambios climáticos de la historia

El último aspecto que vamos a ver que demuestra que nada es eterno en este planeta es una cuestión climática. El actual Calentamiento Global es conocido por todos, si bien muchas personas desconocen algunos detalles que son cruciales para comprender este fenómeno, como su relación con las subidas y bajadas del nivel del mar que ya hemos mencionado. Y es que, aunque no nos lo suelan explicar así, lo cierto es que el Calentamiento Global no es causado por el ser humano. Se trata de un fenómeno natural que nuestras actividades industriales han alterado, hasta llevarnos a una situación de total incertidumbre. No sabemos cómo responderá el sistema climático debido a que lo hemos alterado por completo, pero gracias al registro rocoso sí sabemos que cambios climáticos globales ha habido constantemente en la historia del planeta, algunos causados por eventos catastróficos y otros por variaciones propias del sistema. Incluso algunos de estos cambios han resultado ser cíclicos, si bien el origen de esa ciclicidad no la tenemos todavía muy clara.

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El registro rocoso del planeta es una de las mejores herramientas de las que disponemos los geólogos porque en las rocas ha quedado preservada toda o casi toda la historia del planeta. En esta imagen podemos ver una muestra de hierro bandeado o BIF (Banded Iron Formation), una roca de origen sedimentario que se formó en el Precámbrico, antes de que la atmósfera cambiase radicalmente por la actividad fotosintética de algunos organismos (fuente: visionlearning.com)

Hace unos 10.000 años el planeta salió de una época glacial en la que buena parte de Europa, Norteamérica y el norte de Asia estaban cubiertas por un manto de hielo de espesor variable. Fue la última glaciación, que al llegar a su fin causó la extinción de una gran cantidad de animales que se habían adaptado a esas condiciones frías, tales como mamuts, mastodontes o neandertales, entre otros muchos. Esta pequeña gran extinción en realidad sólo fue la respuesta de la biosfera al cambio climático que acababa de producirse, igual que cuando se llegó a esa glaciación muchos de los organismos que habitaban en Europa (dientes de sable, hienas gigantes, jirafas…), adaptados a condiciones climáticas mucho más cálidas, desaparecieron para dejar su hueco a la megafauna del Pleistoceno. Las extinciones son otra manifestación de que nada permanece eterno en el planeta, pero si nos fijamos sólo en los cambios climáticos glaciales que acabo de describir veremos que hay mucho más que contar. Porque en realidad en el Cuaternario ha habido varias glaciaciones que se han repitido siguiendo ciclos de unos 100.000 años, aunque ni esta ciclicidad ha permanecido estable a lo largo de los últimos millones de años. Pero lo más sorprendente es que también encontramos esa misma ciclicidad en las variaciones de la concentración de CO2 en la atmósfera, que ha oscilado en el último medio millón de años entre 180 ppm (partes por millón) y 300 ppm. La coincidencia entre ambos ciclos es sorprendente, pero una vez más puede que no sea solo una mera coincidencia y que estemos viendo algún tipo de causa-efecto, aunque por el momento desconocemos si es el CO2 el que desencadena las glaciaciones o al revés. Lo que sí sabemos es que esta ciclicidad está cambiando, ya que en los últimos años hemos superado por mucho ese tope de 300 ppm de concentración y ahora estamos asentados en concentraciones de más de 400 ppm, unos valores muy elevados que desconocemos cómo afectarán al sistema climático a corto, medio y largo plazo.

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La concentración de CO2 atmosférico ha oscilado en el Cuaternario en ciclos de 100.000 años que coinciden casi a la perfección con las oscilaciones climáticas asociadas con las glaciaciones para ese mismo intervalo de tiempo (modificado a partir de wikipedia.org)

Las glaciaciones del Pleistoceno son sin duda los cambios climáticos globales más conocidos de todos, pero no han sido los únicos que hemos tenido en la larga historia del planeta. Un caso muy importante lo encontramos en el Eoceno, hace 50 millones de años, cuando la Tierra experimentó una repentina subida de las temperaturas de aproximadamente 6º C. El resultado fue el Máximo Térmico del Paleoceno–Eoceno, muy especial para Salamanca por ser el momento en el que habitaron la mayoría de organismos cuyos fósiles forman la Sala de las Tortugas, un museo paleontológico que todavía espera encontrar su sitio. Pero la importancia de este evento no reside sólo en una exposición, ya que con la subida de las temperaturas también hubo un gran aumento en la concentración de CO2 atmosférico, que pudo haber llegado hasta los 700-1.000 ppm, aunque algunos autores hablan incluso de más de 2.000 ppm. Por tanto, el Máximo Térmico del Paleoceno-Eoceno representa un gran cambio climático global y también lo más parecido que tenemos en la historia del planeta a lo que estamos viviendo en la actualidad, si bien debemos tener en cuenta que en el Eoceno no existían casquetes polares (como sí tenemos hoy en día) y la dinámica oceánica que regula el clima era muy diferente a la actual (no existía la Cinta transportadora de Calor). Por tanto, incluso aunque estemos ante el mismo fenómeno, la respuesta podría ser muy diferente, y eso no nos deja más remedio que seguir investigando el pasado para conocer mejor el qué nos deparará el futuro.

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En el Eoceno la temperatura media del planeta rondaba los 30º C y la concentración de CO2 en la atmósfera pudo alcanzar la friolera de 2.000 ppm, muy superior a los actuales 400 ppm (fuente: rsta.royalsocietypublishing.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.

Tagoro, el volcán de La Restinga

Las Islas Canarias son uno de los destinos turísticos más importantes de España y definen además uno de los 21 contextos geológicos españoles de relevancia internacional. Pero lo que no debemos olvidar es que estamos también hablando de un archipiélago de origen volcánico que ha tenido una actividad volcánica histórica importante que ha llegado hasta tiempos muy recientes. Porque aunque en los últimos 50 años sólo hayamos tenido constancia de dos erupciones, una de ellas ayer cumplió tan solo seis años. La erupción de El Hierro de 2011 es la última erupción que ha ocurrido en territorio español y tuvo como consecuencia el nacimiento de un cono volcánico submarino. Su nombre es Tagoro, y esto es lo que sabemos de él.

Erupción submarina del Tagoro
Imagen de la erupción submarina del volcán Tagoro, muy cerca de la costa meridional de la isla de El Hierro (fuente: web.eldia.es)

Crónica de una erupción anunciada

La historia del Tagoro comenzó el mediodía del 19 de julio de 2011, cuando la red de vigilancia sísmica del Instituto Geográfico Nacional (IGN) empezó a registrar un aumento en la actividad sísmica al norte de la isla.  Estos primeros terremotos fueron de baja magnitud (magnitud<3) y aunque ya están en el límite de lo que podemos detectar los seres humanos no despertaron una alerta significativa en la población. No obstante, y debido a que la frecuencia de los episodios sísmicos fue bastante mayor de lo que se considera normal en las islas, tan solo cinco días después de que empezara la crisis sísmica fue convocada una reunión del Comité de Seguimiento y Vigilancia Volcánica. Este órgano está previsto por el Plan Específico de Protección Civil y Atención de Emergencias por Riesgo Volcánico (PEVOLCA)  y está formado por representates de varios organismos e instituciones, entre ellos el IGN, el Consejo Superior de Investigaciones Científicas (CSIC) y el Gobierno de Canarias. Las conclusiones a las que este organismo llegó en julio de 2011 fueron que la situación en la isla no era lo suficientemente grave como para tomar medidas que alterasen la vida de la población. Pero a pesar de ello la actividad sísmica siguió muy presente en la vida de los habitantes de la isla durante el resto del mes de julio y todo el mes de agosto, y aunque los terremotos siguieron siendo de baja magnitud, lo cierto es que un creciente alarmismo empezó a extenderse por toda la población de la isla. De esta manera el comité acabó por activar el estado de prealerta el día 2 de septiembre, lo que sólo era el comienzo de una erupción que, como digo, estaba claramente anunciada.

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Semáforo de alerta volcánica en el que se indica qué supone cada una de las tres fases: la verde o de normalidad, la amarilla o de pre-emergencia y la roja o de emergencia (imagen tomada de AVCAN. org)

La activación del estado de prealerta no supone el establecimiento de medidas especiales para la población y está considerado como un nivel dentro del verde que es intermedio entre el estado de normalidad y el de alerta amarilla. Lo que sí implica es que la gente debe estar informada de qué hacer en caso de que el nivel suba, para lo cuál en El Hierro se optó por reuniones informativas y distribución de tripticos explicativos entre la población. Pero por lo demás la gente pudo seguir con sus quehaceres cotidianos sin alterar en modo alguno su forma de vida, aunque sin olvidarse de que en cualquier momento todo podía cambiar en un plazo de tiempo muy corto. Y es así como llegamos al 20 de septiembre, cuando la actividad sísmica dio un nuevo paso en cuanto a magnitud y frecuencia de los terremotos y las deformaciones del terreno registradas empezaron a ser preocupantes. Además, los epicentros se empezaron a desplazar desde el norte de la isla hacia el sur, cruzando El Hierro en una línea aproximadamente que acabó en el mar de Las Calmas, donde más tarde se produciría la erupción. Con todos estos datos el 23 de septiembre el Gobierno de Canarias elevó el nivel de alerta de verde a amarillo, lo que ya sí supone algún cambio en la población, a la que sólo se le pide por el momento que esté atenta a los comunicados de Protección Civil (el siguente nivel de alerta, el rojo, supone evacuación).

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La sismicidad asociada a la erupción de El Hierro de 2011 tomó una tendencia norte sur que llevó los epicentros de la zona del Golfo al mar de las Calmas, tal y como se puede ver muy bien en esta imagen. A) Sismicidad precursora, desde el 19 de julio de 2011 y hasta el comienzo de la erupción el día 10 de octubre, marcando además las posiciones del terremoto de magnitud 4’4 (cuadrado) y del foco eruptivo (estrella). B) Sismicidad registrada en la isla después de que la erupción se pusiese en marcha y hasta el 30 de noviembre de 2011 (tomado de Pérez-Torrado et al., 2012)

Llegamos al clímax pre-erupción de la crisis sísmica de El Hierro. Porque sólo el día 27 de septiembre, entre la medianoche y las cuatro de la tarde (16 horas), se registran cerca de 100 terremotos en la isla, algunos de ellos rozando la magnitud cuatro y seis de ellos sentidos caramente por la población al alcanzar intensidades de II y III en la Escala MSK (caídas de pequeños objetos, sin daños en edificios). Este aumento claro en la actividad sísmica produce además la caída de piedras en algunos puntos de la isla y empieza a suponer ya una amenaza a tener en cuenta, lo que lleva a las autoridades a iniciar la evacuación de algunas personas y al cierre del túnel de Los Roquillos, principal vía de comunicación entre los dos municipios más poblados de la isla (Valverde y Frontera). A todo esto debemos añadir que al día siguiente, para ayudar en todas estas labores de evacuación, efectivos de la Unidad Militar de Emergencias se desplazaron a la isla, lo que podríamos entender como una clara muestra de que algo gordo estaba ocurriendo en la isla. No obstante la situación se mantuvo con una actividad sísmica elevada que incluso llegó a disminuir, de manera que las alertas de evacuación fueron retiradas al día siguiente de ponerse en marcha. Pero esta aparente vuelta a la normalidad sólo era la calma que precede a la tempestad, pues el día 8 de octubre, a las 22:34, se produjo un terremoto de magnitud 4’4 a unos 3’5 km al suroeste de La Restinga. Ese fue el disparador de la erupción.

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El túnel de Los Roquillos, que comunica los dos municipios más poblados de la isla, fue cerrado por riesgo de desprendimientos ya a primeros del año 2011. Durante la crisis sísmica volvió a permanecer cerrado por el riesgo que suponían esos mismos desprendimientos para los usuarios (fuente: canarias7.es)

El nacimiento del volcán Tagoro

Desde la erupción de Teneguía de 1971 en España no se había producido ninguna erupción de la que tengamos registro. Pero eso cambió el día 10 de octubre de 2011. A las 3:15 de la madrugada los aparatos sísmicos distribuidos por toda la isla registraron el inicio del tremor volcánico, que nos marca el inicio de la erupción porque es la señal de que el magma ya está en movimiento. Poco más de una hora después, a las 4:30, ese magma logró salir a superficie en un punto situado bajo el mar y que dio lugar al nacimiento del Tagoro, el volcán de La Restinga.

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El tremor volcánico da una señal muy característica en los sismogramas que suele interpretarse como el ruido producido por el magma al moverse. En este caso se puede ver cuándo esta señal empezó a ser registrada por la estación sismológica CHIE (SHZ) de El Hierro el día 10 de octubre (fuente: Instituto Geográfico y Nacional, IGN)

Gracias a los abundantes datos geofísicos que tenemos de esta erupción submarina, la primera erupción en España que es monitoreada desde la fase pre-eruptiva, sabemos muchas de las cosas que ocurrieron en profundidad y la respuesta que estas tuvieron en superficie. Lo primero que conocemos de la erupción de El Hierro de 2011 es que el magma ascendió desde el manto en la parte norte de la isla, hasta emplazarse a una profundidad de 10-14 km, que es la profundidad de los hipocentros y también la profundidad aproximada a la que se encuentra la discontinuidad de Mohorovicic (límite entre corteza y manto) en la zona. Algunos autores creen que esta coincidencia no lo es tanto porque es muy probable que la discontiuidad actuase como trampa de densidad del magma, interrumpiendo su ascenso y causando que se acumulase a esa profundidad, bajo la corteza más rígida. Este estancamiento magmático llegó a generar deformaciones en la vertical del terreno de hasta 40 mm en algunos puntos, lo que no fue suficiente para fracturar la corteza oceánica y permitir que el magma siguiese su ascenso, lo que habría significado una erupción al norte de la isla y no al sur como ocurrió. Lo que sí que sucedió fue que el magma ascendente, al ser incapaz de seguir su camino hacia el exterior, no tuvo más remedio que expandirse lateralmente y desplazarse poco a poco hacia el sur, tal y como registraron muy bien los sismógrafos (en este caso los hipocentros son un buen indicador del recorrido del magma). El fluido magmático consiguió seguir su ascenso cuando llegó al sur de la isla, donde las fracturas previas del rift sur de la isla daban esa oportunidad (para conocer más de la isla os aconsejo que entréis en El Hierro, la primera isla española en ser geoparque). Fue entonces cuando se produjo el terremoto de magnitud 4’4 que es considerado como el disparador principal de la erupción y que habría provocado una fractura hidráulica en el terreno que permitió el rápido ascenso del magma (menos de 2 días) que acabó por producir la erupción que tuvo lugar en el mar de las Calmas. La erupción se dio por finalizada unos cinco meses después de comenzar, el día 5 de marzo de 2012, pero antes pudimos presenciar cómo en todo ese tiempo siguieron registrándose terremotos en toda la isla con dos profundidades diferentes: los del norte con hipocentros situados a 20 km de profundidad y los del resto de la isla a unos 15 km. Esto ha sido interpretado como prueba de que al norte de la isla siguió habiendo una realimentación magmática procedente del manto superior, con una migración posterior de este magma a lo largo de la interfase corteza-manto hasta el punto de emisión.

El Hierro (profundidad)
Sección E-O de la isla de El Hierro en la que se muestra cómo fue la sismicidad pre-eruptiva registrada desde el 19 de julio y hasta el comienzo de la erupción (10 de octubre), con la mayoría de los hipocentros situados en la base de la corteza (tomado de Pérez-Torrado et al., 2012, modificado a su vez de Carracedo et al., 2011)

La erupción  volcánica de El Hierro fue una erupción de carácter submarino que no tuvo lugar con un foco puntual sino fisural, ya que el magma salió a lo largo de una línea asociada con el rift del sur de la isla. No obstante sí hubo un punto principal de salida del magma, un punto en el que poco a poco creció el cono volcánico que hoy conocemos como Tagoro. Este volcán submarino fue descrito en la primera de las siete campañas oceanográficas del buque Ramón Margalef como un cono de 650 m de diámetro en la base y dos posibles cráteres que tras dos semanas de erupción ya había alcanzado una altura de 100 m (220 m de profundidad). Al finalizar la erupción el cono había ascendido mucho más, hasta quedarse a tan solo 88 m de salir a la superficie del mar. El crecimiento de Tagoro fue muy rápido, como es habitual en las islas volcánicas, donde se producen grandes colapsos y megadeslizamientos (ver Edificios y morfologías volcánicas de las Islas Canarias). En este caso ese rápido crecimiento queda muy bien reflejado en la elevada pendiente de sus laderas, muy inestables y que amenazan con venirse abajo tarde o temprano, si no lo han hecho ya.

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Modelo digital del terreno de la región donde se encuentra el Tagoro (izquierda) y recreación en  3D del cono volcánico (fuente: programa Vulcano)

Las restingolitas, el misterio flotante

La erupción submarina del Tagoro es muy importante por ser la primera que sucede en Canarias que ha sido monitoreada al detalle, pero hay un elemento que encontramos en ella y que tiene un gran interés científico por ser un caso muy extraño a nivel mundial. Porque el 15 de octubre de 2011 aparecieron flotando en el agua unas bombas y escorias volcánicas de 10-40 cm de diámetro que eran muy parecidas a las encontradas en otras erupciones basálticas fisurales de carácter estromboliano (ver Cuando la tierra ruge). Estas bombas tenían en superficie un color negro o marrón, pero cuando las abríamos descubríamos que eso solo era la fina costra que envolvía un interior compuesto por un material blanco y muy poroso. A estas bombas volcánicas de interior blanco se las denominó inmediatamente como restingolitas en honor al cercano municipio de La Restinga, y desde su aparición han sido objeto de un intenso y enriquecedor debate que ha puesto de manifiesto el gran interés que tiene esta erupción y lo poco que sabemos en realidad de Canarias.

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Imagen de varias restingolitas flotando sobre el mar de las Calmas en los primeros días de la erupción de 2011 (fuente: involcan.org)

Las restingolitas han resultado ser bombas volcánicas en las que nos encontramos dos materiales magmáticos muy diferentes juntos y que además no reaccionan entre ellos. Por un lado está la costra vítrea de color oscuro, que los análisis químicos han revelado que es de composición basanítica (muy deficiente en sílice), y por el otro tenemos el interior blanco, de composición traquítica-riolítica (rica en sílice). Estas dos composiciones son prácticamente los términos opuestos dentro de la clasificación química de rocas volcánicas, lo que hacía todavía más raro que ambos materiales apareciesen juntos y sin indicios de reacción. A esto debemos añadir que en el interior blanco se encontraron fragmentos de jaspe, agregados de yeso e incluso cristales de cuarzo detríticos, estos últimos completamente incompatibles con el vulcanismo de Canarias y que parecían proceder del continente africano. Por todo ello actualmente se cree que las restingolitas se formaron como consecuencia de inyecciones de sedimentos oceánicos parcialmente fundidos (anatexia), que habrían sido englobados por el magma basanítico en su ascenso a la superficie. De esta manera, y si esta hipótesis es correcta, el material blanco podría proceder de la Capa 1, formada por sedimentos oceánicos anteriores a la formación del archipiélago y que habrían empezado a fundir al ponerse en contacto con el magma mantélico ascendente, que simplemente quedó adherido formando la costra oscura y vítrea.

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Las restingolitas son bombas volcánicas de corteza magmática negra y núcleo blanco de origen sedimentario que aparecieron al principio de la erupción de El Hierro de 2011 (fuente: geoparqueelhierro.es)

Las restingolitas podrían ser más comunes en Canarias de lo que podríamos pensar, ya que se han encontrado rocas muy similares en otras islas del arquipiélago, pero en la erupción de El Hierro tampoco fueron las únicas bombas volcánicas que aparecieron. Y es que con el transcurso de la erupción las restingolitas desaparecieron y dieron paso a otro tipo de bombas de interior hueco y 30-200 cm de diámetro. Estas bombas volcánicas huecas, conocias como lava balloons, sí han sido encontradas en otras erupciones volcánicas submarinas, tanto en Hawaii como en Azores. De hecho, fue en este último archipiélago también de la Macaronesias, durante la erupción de La Serreta (1998-2001), cuando se propuso un modelo genético que explique su origen. Ahora creemos que las lava balloons son en realidad lavas almohadilladas que han sido expulsadas hacia la superficie muy cerca de la boca de salida durante erupciones más o menos explosivas (menos que las surtseyanas) que han sido denominadas como de tipo serretiano.

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Esquema ilustrativo del posible origen de las restingolitas a partir de una interacción del magma ascendente con los sedimentos oceánicos pre-volcánicos, que fundieron parcialmente y generaron un magma ácido (tomado de Pérez-Torrado et al., 2012, modificado a su vez de Troll et al., 2012).

¿Una oportunidad futura para predecir erupciones?

Gracias a toda la monitorización que hemos llevado a cabo desde la fase pre-eruptiva que llevó a la formación de Tagoro, la erupción de El Hierro de 2011 ha sido muy estudiada con el objetivo de avanzar en el campo de la predicción de erupciones. Y en este sentido creo que destaca un estudio en concreto por lo novedoso de la propuesta y porque los primeros datos han sido muy prometedores. Y es que entre los aspectos que se monitorean alrededor de los volcanes está la geoquímica de determinados gases como el CO2, pero también parece que, al menos para el caso de El Hierro, meses antes de que se pusiera en marcha la erupción se registró un aumento en las emanaciones de 3-He, uno de los isótopos estables de este elemento. En algunos casos estas emisiones gaseosas están asociadas con actividad hidrotermal y no magmática, pero en el caso del helio de El Hierro se cree que fue exclusivamente de origen magmático. A partir de esto un grupo de investigadores internacional con fuerte participación española (algunos de los principales autores son de la Universidad de Salamanca), tuvieron la idea de analizar las relaciones isotópicas de helio y argón en corales recogidos en las cercanías al Tagoro. Como los corales tienen un crecimiento muy bien marcado (como pasa con los árboles y sus anillos), si ellos habían acumulado el helio en la relación isotópica que tenían las muestras volcánicas de la erupción se podría saber desde cuándo lo habían empezado a acumular y compararlo con la historia de la propia erupción. De esta manera ahora sabemos que algunos corales acumularon helio manteniendo la relación que hay en el agua del mar, y que además en el caso de El Hierro lo empezaron a tomar con la relación isotópica magmática unas semanas antes de que la crisis sísmica empezase. Esto abre una nueva vía de investigación muy prometedora para poder avanzar en un futuro en la predicción de erupciones volcánicas, pero también nos da una magnífica herramienta para poder estudiar con más detalle antiguas erupciones submarinas de las que apenas tengamos datos.

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En El Hierro se ha descubierto que algunos corales toman helio en la relación isotópica que hay en el mar. Este helio, si tiene un origen magmático, puede significar que los corales se comporten como un magnífico marcador que avise de una erupción con varios meses de antelación (fuente: haikudeck.com)

Bibliografía

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Carracedo, J.C.; Pérez-Torrado, F.J.; Rodríguez, A.; Soler, V.; Fernández, J.L.; Troll, V. and Wiesmaier, S. (2012): “The 2011 submarine volcanic eruption in El Hierro (Canary Islands)”. Geology Today, 28 (2), 53-58.

Pérez-Torrado, F.J.; Carracedo, J.C.; Rodríguez-González, A.; Soler, V.; Troll, V.R.; y Wiesmaier, S (2012): “La erupción submarina de La Restinga en la isla de El Hierro, Canarias: Octubre 2011-Marzo 2012”. Estudios Geológicos, 68 (1), 5-27.

Troll, V.R.; Klügel, A.; Longpré, M.A.; Burchardt, S.; Deegan, F.M.; Carracedo, J.C.; Wiesmaier, S.; Kueppers, U.; Dahren, B.; Blythe, L.S.; Hansteen, T.H.; Freda, C.; Budd, D.A.; Jolis, E.M.; Jonsson, E.; Meade, F.C.; Harris, C.; Berg, S.E.; Mancini, L.; Polacci, M. and Pedroza, K. (2012): “Floating stones off El Hierro, Canary Islands: xenoliths of pre-island sedimentary origin in the early products of the October 2011 eruption”. Solid Earth, 3, 97-110.

Saturno, el señor de los anillos

De todos los cuerpos que encontramos en el Sistema Solar hay uno que destaca por encima de todos gracias a lo insólito que es y a la espectacularidad de alguno de los elementos que en él encontramos. Saturno no sería más que otro gigante gaseoso de no ser porque a su alrededor tenemos el mayor sistema de anillos de todo el Sistema Solar. Pero Saturno es mucho más que eso, ya que orbitándolo encontramos algunos de los satélites más especiales que existen en nuestro sistema, así como otras estructuras no menos llamativas que sus anillos. Este es el mundo de Saturno, el auténtico señor de los anillos.

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Imagen del hemisferio norte de Saturno tomada por la sonda Cassini a una distancia de unos 3 millones de kilómetros (fuente: NASA / JPL-Caltech / Space Science Institute)

El planeta al que se dedica el sábado

Saturno es el sexto planeta del Sistema Solar por distancia al Sol y por tanto también el más alejado de los cinco que son visibles a simple vista desde la Tierra, aunque Urano también lo es pero es mucho más difícil de identificar que el resto. A estos cinco planetas que podemos reconocer sin problemas desde la Tierra (Mercurio, Venus, Marte, Júpiter y Saturno) se les conoce desde la antigüedad como estrellas errantes, un nombre que se les dio porque en el firmamento tienen un movimiento aparentemente errático que no sigue al del resto de estrellas, y es que llegado un momento estos cuerpos celestes parecen retrocer para después continuar su camino de manera normal. A este cambio de dirección, que no es real sino que se trata de un fenómeno de perspectiva producido por nuestra posición en un planeta que también se mueve, se le conoce como movimiento retrógrado y es debido a que la Tierra en su recorrido orbital alcanza y adelanta al planeta, de manera que visto desde el nuestro parece que el otro retrocede. Las cinco errantes, entre las que decimos que se encuentra Saturno, fueron muy importantes para las civilizaciones del pasado, tanto que en la Antigua Babilonia se empezaron a emplear para dividir el tiempo. De esta manera los días de la semana pasaron a tener los nombres que esta cultura daba a estos cinco planetas más la Luna y el Sol, algo que los romanos mantuvieron pero con sus propios dioses. Es así como los martes son el día de Marte o los lunes de la Luna, ¿pero qué fue de Saturno? En español el día dedicado a Saturno lo hemos perdido porque sábado viene del sabad judío, pero en otros idiomas, como en inglés por ejemplo, se puede aprecíar todavía muy bien, ya que Saturday es literalmente “el día de Saturno”.

Marte retrógrado
El recorrido retrógrado de Marte por el firmamento es uno de los más ilustrativos por ser el siguiente planeta en orbitar alrededor del Sol, lo que hace que se vea muy bien esta característica. En el caso de esta imagen, muestra cómo fue el movimiento de Marte desde julio de 2005 hasta febrero de 2006 (fuente: nasa.gov)

En muchos aspectos Saturno no es muy diferente a Júpiter debido a que ambos son los principales giganes gaseosos del Sistema Solar, junto con Neptuno y Urano. Y aunque Júpiter es con diferencia el mayor planeta, lo cierto es que algunas de las características de Saturno superan con creces a las que ya hemos visto en Júpiter. Una de ellas es su sistema de anillos, del que hablaremos más adelante y que es además una característica común a los cuatro gigantes gaseosos, y otro es la relación entre su volumen y su masa (su densidad). Porque Saturno es el planeta con menor densidad de todo el Sistema Solar, tan baja (0’690 mg/l) que podría flotar en el agua si hubiera un océano lo suficientemente grande para contenerlo. Esto se explica porque mientras que su diámetro es aproximadamente 9 veces el de la Tierra (114.632 km) y su volumen unas 740 veces mayor, su masa es tan solo 95 veces la de nuestro planeta.

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Saturno es aproximadamente  740 veces más grande que la Tierra, sin embargo su masa es tan solo 95 veces debido a su baja densidad, que le permitiría flotar en el agua (imagen de Walter Myers, tomada de arcadiastreet.com)

La composición interna de Saturno todavía no la conocemos bien, pero creemos que el planeta podría tener un pequeño núcleo rocoso cuya rotación por el momento desconocemos. En torno a este hipotético núcleo habría una capa de hidrógeno que estaría en estado líquido debido a las extremas condiciones de presión y temperatura reinantes, una especie de océano metálico infinito que podría ser el responsable del campo magnético de Saturno. Este campo magnético es muy similar al de Júpiter pero de nuevo mucho más débil, y a diferencia de cualquier otro planeta que conozcamos tiene una inclinación con respecto al eje de rotación apenas apreciable, de menos de un 1º. Este detalle es algo del todo inusual en el Sistema Solar, pero gracias a él podemos asociar con relativa seguridad ambas partes y determinar, de una manera aproximada, cuál puede ser el periodo de rotación del planeta, es decir, cuánto puede durar su día. En cuanto a la magnetosfera resultante de este campo magnético, la de Saturno es aproximadamente un tercio la de Júpiter, y como ocurre con todos los planetas del Sistema Solar que tienen magnetosfera también se alarga en dirección opuesta al Sol, más cuanto más intenso sea el viento solar. En ocasiones, cuando la magnetosfera interactúa con la ionosfera del planeta, pero también cuando lo hace con las partículas eyectadas de algunos de sus satélites, se producen auroras polares muy similares a las de nuestro planeta, aunque en Saturno existe una única gran aurora de forma anillada en lugar de varios anillos de auroras, como tenemos en la Tierra o en Júpiter.

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Las auroras polares de Saturno están formadas por un único anillo, una característica que no se encuentra en planetas como la Tierra o Júpiter. En concreto, estas tres imágenes fueron tomadas por el telescopio espacial Hubble a lo largo de 5 días y muestran muy bien la evolución de una aurora polar en el planeta (fuente: NASA / ESA)

La atmósfera de Saturno es con diferencia la parte que más y mejor conocemos del planeta debido a que es también la única que vemos de él cuando lo observamos. Esta atmósfera está formada en su mayoría por hidrógeno (93%) y helio (5%), junto con pequeñas cantidades de metano (0’2%), vapor de agua (0’1%) y otras sustancias (1’7%) como amoniaco, etano o fosfina. Por tanto estamos hablando de una atmósfera que, salvando las distancias, es muy parecida a la de Júpiter, pero en la que la presión es poco mayor que la de la Tierra a nivel del mar (1,4*105 Pa). Otra característica que la atmósfera de Saturno comparte con la joviana es la división en franjas latitudinales, causada en ambos casos por la rotación diferencial que experimentan, ya que la región ecuatorial rota más rápido que las regiones polares. En el caso de Saturno, estas franjas son menos y además son más ténues que en Júpiter debido a varios factores químicos, como es la composición de las capas altas de la atmósfera, con más metano y amoniaco que le da una coloración amarilla más homogénea (en Júpiter es el mayor contenido en azufre el que le da su tonalidad más rojiza), y físicos, como las distintas velocidades de rotación de las regiones ecutoriales y polares o incluso de los vientos (ambos aspectos mayores en Saturno). La parte más externa de la atmósfera de Saturno está formada por nubes de varios compuestos (amoniaco principalmente y posiblemente también agua y metano) sobre la que se dispone una neblina de metano que cubre todo el planeta. En esta capa externa es muy común el desarrollo temporal de huracanes y enormes tormentas, algunas de las cuáles además tienen un fuerte aparato eléctrico que dejaría en evidencia a los peores huracanes terrestres.

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Imagen de una de las tormentas de Saturno, tomada por la sonda Cassini el 25 de febrero de 2011, cuando la tormenta ya llevaba 12 semanas activas (fuente: NASA / JPL-Caltech / Space Science Institute)

Pero sin duda lo que más llama la atención de la atmósfera de Saturno es con diferencia el famoso hexágono del polo norte, un extraño vórtice polar con forma hexagonal que es único en todo el Sistema Solar. Este hexágono es realmente grande y ocupa casi toda la zona polar del planeta, con lados de 13.800 kilómetros de longitud, lo que es más del diámetro terrestre. El hexágono de Saturno rota con un periodo idéntico al de la rotación planetaria, por lo que es también un elemento atmosférico estacionario que no cambia de longitud ni de estructura, como sí ocurre con otros elementos de la atmósfera de Saturno. En cuanto a su origen, todavía no lo tenemos muy claro pero creemos que podría ser causado por un régimen turbulento especial, ya que sabemos por experimentos en laboratorio que formas poligonales de 3 y 6 lados se pueden formar en determinadas condiciones de este tipo de régimen.

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El hexágono de Saturno es una supertormenta estable con forma hexagonal que permanece asentada cómodamente en polo norte del planeta desde hace mucho tiempo. Esta imagen fue tomada por la sonda Cassini el 27 de noviembre de 2012, a una distancia de unos 418.000 km (fuente: NASA / JPL-Caltech / Space Science Institute)

La joya del Sistema Solar: los anillos de Saturno

Sin duda el elemento más importante de Saturno, uno que está estrechamente asociado con su nombre, es el complejo y espectacular sistema de anilos que hay a su alrededor. Esta característica es común a los cuatro gigantes gaseosos del Sistema Solar, pero los anillos de Saturno son únicos en muchos aspectos. Para empezar son los únicos visibles desde la Tierra. Ya Galileo en 1610 los detectó con su rudimentario telescopio, pero no fue capaz de identificar bien de qué se trataba y por ello los denominó “las orejas de Saturno”. Además, en 1612 dejaron de ser visibles desde nuestro planeta al situarse paralelos a nuestra visual, por lo que poco más pudo hacer nuestro querido Galileo. De hecho no fue hasta 50 años después cuando Christiaan Huygens propuso que en realidad se trataba de un disco de materia delgado y plano que orbitaba alrededor de Saturno de una manera similar a cualquier satélite. Esa idea fue la que se mantuvo durante otros 20 años, hasta que Giovanni Cassini descubrió que el disco estaba dividido en realidad en dos anillos concéntricos separados por una banda oscura que recibió su nombre: la división de Cassini. Ahora sabemos que en realidad Saturno no tiene dos sino siete anillos, nombrados con letras de la A a la G, que están formados por franjas de diferente opacidad y reflectividad. Estos anillos se separan unos de otros por zonas denominadas divisiones, de entre las que destaca por ser la mayor la ya mencionada división Cassini.

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Saturno tiene en total siete anillos que se separan unos de otros por zonas con una menor concentración de material que reciben el nombre de divisiones (fuente: NASA / JPL / Space Science Institute)

El sistema de anillos de Saturno presenta una dinámica muy variada, con ondulaciones propias y constantes perturbaciones producidas por la influencia gravitatoria de Saturno y sus lunas. Estos anillos no son cuerpos sólidos como se creía al principio, sino que están constituidos por una infinidad de objetos que orbitan de manera independiente pero dentro de un mismo plano, con tamaños variados que van desde partículas de polvo hasta cuerpos kilométricos. Algunas de estas partículas, como las que forman el anillo más exterior (el Anillo E) están formadas por hielo procedente del cercano satélite Encélado, que con sus enormes géiseres estaría alimentando de material a este anillo. Pero este no es el único satélite de Saturno que está relacionado con los anillos, ya que parte de la estabilidad en el tiempo de este sistema se debe a la existencia de pequeños satélites orbitando en los espacios vacíos que hay dentro de los anillos, y a las que se les ha llamado muy apropiadamente como satélites pastores. Estas lunas, de entre las que tendríamos a Pandora y Prometeo (configurando el Anillo F) o a Dafne (descubierta por la sonda Cassini dentro de la división de Keeler, en el Anillo A), limpian su órbita de objetos procedentes de los anillos y además interactúan con el material de los mismos, perturbándolos con su fuerza gravitatoria. Pero no todas las perturbaciones que encontramos en los anillos son causadas por la presencia de las lunas pastoras, ya que en ocasiones se aprecian zonas alargadas que son en realidad el resultado de un agrupamiento temporal de partículas que, según se hagan alrededor de un cuerpo mayor o no, han recibido el nombre de propellers o hélices (si hay un núcleo más denso) o straws o pajitas (si no hay núcleo).

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Los anillos de Saturno sufren constantes perturbaciones que les dan un aspecto mucho más dinámino del que creíamos, ya sea en forma de los famosos propellers (izquierda) o por influencia gravitacional de los satélites cercanos (derecha) (fuente: NASA / JPL / Space Science Institute)

Los anillos de Saturno son jóvenes geológicamente hablando (menos de 100 millones de años) y están formados en su mayoría por fragmentos de cometas, asteroides e incluso de antiguos satélites que se desintegraron en su momento en las cercanías del planeta. Debido a que su dinámica es muy parecida a la que pudo reinar en el Sistema Solar durante su formación, los anillos de Saturno son considerados como un verdadero laboratorio para entender cómo se forman los planetas rocosos. Y es que en los anillos de Saturno, al igual que ocurre en el Cinturón de Asteroides, tenemos los mismos procesos de acreción que los que se suponen que están detrás de la génesis de este tipo de planetas, hasta el punto de que es posible que hayamos visto una nueva luna en formación: Peggy. Actualmente creemos que tanto el Sistema Solar como seguramente todos los sistemas planetarios del universo se formaron a partir de discos que orbitaban alrededor de sus estrellas del mismo modo, pero a mayor escala, de como lo hacen los objetos que forman los anillos de Saturno en torno al gigante gaseoso. Por ello, estudiar esta parte tan destacada del planeta es una de las cuestiones más importantes de la investigación planetaria, casi tanto como la búsqueda de entornos extraterrestres en los que la vida pudiera ser posible, una búsqueda en la que los mundos que rodean a Saturno también pueden ser claves.

Las lunas de Saturno, un viaje a mundos variados

Júpiter tiene 69 satélites conocidos, pero Saturno tampoco se queda muy atrás. Nuestro “espacial” señor de los anillos tiene orbitando a su alrededor y siguiendo órbitas estables al menos 62 satélites naturales conocidos, algunos de ellos con un gran interés científico por sus características físicas. El más grande de todos ellos es con diferencia Titán, que con sus 5.150 km de diámetro es además el segundo satélite más grande del Sistema Solar (sólo por detrás de Ganímedes, en Júpiter). Pero Titán es mucho más que un cuerpo rocoso grande que orbita alrededor de Saturno, ya que este satélite es el único satélite que conocemos que tenga una atmósfera densa, compuesta además por nitrógeno en un 94% (la atmósfera terrestre primitiva también era muy rica en este elemento, igual que la actual). También Titán es el único cuerpo del Sistema Solar, además de la Tierra, en el que hay precipitaciones, si bien por sus bajas temperaturas superficiales (-180º C) estas no son de agua, que permanece en la superficie en forma de hielo que actúa como las rocas terrestres, sino de hidrocarburos como metano y etano. Estas precipitaciones además pueden generar en superficie ríos y lagos, como el de la imagen siguiente.

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El mar de Ligeia es el segundo lago más grande de Titán, sólo por detrás del mar de Kraken, y tiene una superficie mayor que la del Lago Superior, el mayor cuerpo de agua dulce de la Tierra. En esta imagen se puede ver en detalle y en falso color cómo es la región de esta inmensa cuenca que ha permanecido más o menos estable durante el tiempo que ha durado la misión Cassini-Huygens (fuente: NASA / JPL-Caltech / ASI / Cornell)

El otro satélite con gran importancia dentro del sistema satelital de Saturno es Encélado, un cuerpo que con sus 500 km de diámetro es apenas una décima parte el tamaño de Titán. Pero su reducido tamaño no le ha quitado interés, ya que en su interior podríamos tener uno de los tesoros más valiosos de todo el Sistema Solar. Porque Encélado posiblemente contiene bajo su superficie helada un océano global de agua líquida en el que la actividad hidrotermal podría permitir el desarrollo de una vida primitiva alejada de la luz solar, un tipo de vida que de ser cierto no sería muy diferente a la de los orígenes de la vida en nuestro propio planeta. En Encélado hay actividad en forma de enormes géiseres que expulsan parte del agua de su interior al espacio para alimentar el anillo E, agua que fue además analizada por la misión Cassini.

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Izquierda: Imágen captada por la sonda Cassini en la que se ven varios de los géiseres de Encélado (fuente: NASA / JPL-Caltech / Space Science Institute / Planetary Science Institute). Derecha: Esquema explicativo de cómo podría ser el interior de Encélado para explicar una posible actividad hidrotermal que esté detrás de sus géiseres (fuente: NASA / JPL-Caltech)

De todos los satélites principales que encontramos en Saturno existe una categoría muy especial porque está relacionada con sus anillos: las lunas pastoras (o los satélites pastores). Como ya hemos visto se trata de satélites naturales que se encuentran dentro del sistema de anillos limpiando de partículas las regiones que separan los anillos unos de otros. Dentro de estas lunas pastoras tenemos a Pan en la división de Encke o a Dafne en la división de Keeler, ambas en el interior del Anillo A, pero no se suele considerar como tal a Mimas a pesar de ser el responsable de la mayor división, la división Cassini. El motivo es que Mimas es uno de los satélites principales de Saturno, junto con Encélado, Tetis, Rea y otros, todos ellos descubiertos en el pasado mediante telescopio. Mimas es un cuerpo helado de baja densidad que podría estar constituido en su mayoría por hielo, aunque su característica principal es sin duda el cráter Herschel, un enorme cráter de impacto de 130 km de diámetro que amenazó con destruir al satélite y que le da el aspecto de una enorme Estrella de la Muerte.

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Imagen del satélite pastor Dafne dentro de la división de Keeler, en el Anillo A. Como se puede ver por la ondulación que causa, su presencia altera el material de los anillos a ambos lados de la división (fuente: NASA / JPL-Caltech / Space Science Institute)

Cassini-Huygens, una misión que ha hecho historia

Buena parte de todo lo que sabemos ahora de Saturno, sus anillos y sus “lunas” lo sabemos gracias a la misión espacial Cassini-Huygens, un proyecto no tripulado que pudo ser posible gracias a la colaboración de tres agencias espaciales: la Admnistración Nacional de la  Aeronáutica y del Espacio (NASA), la Agencia Espacial Europea (ESA) y la Agencia Espacial Italiana (ASI). Esta misión, que fue lanzada en 1997 y finalizó el pasado 15 de septiembre, constaba de dos elementos: la nave Cassini, encargada de llegar hasta Saturno y de orbitar durante varios años, fotografiando y reportando cualquier suceso destacable; y la sonda Huygens, que descendería a la superficie del satélite Titán para convertirse en el primer objeto fabricado por el hombre en posarse en un satélite del Sistema Solar que no fuera la Luna.

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Ilustración artística de la sonda Cassini acercándose a Saturno en la última fase de su misión, la llamada Grand Finale (fuente: NASA / JPL-Caltech)

Tras 13 años de observaciones, y otros siete de viaje, la misión Cassini-Huygens se ha convertido en una de las más exitosas de todas las misiones de exploración espacial del Sistema Solar. Ambas sondas en conjunto no solo nos han mandado imágenes espectaculares de Saturno y los mundos que lo rodean, sino que también nos han desvelado muchos de sus misterios. Porque gracias a esta misión nosotros ahora sabemos que la rotación del planeta dura unos 10’6-10’8 días terrestres, o al menos eso es lo que hemos podido determinar a partir de la rotación de su campo magnético (la ausencia de puntos geográficos de referencia nos impide saber con exactitud la rotación real del planeta). También sabemos que Encélado tiene un débil campo magnético y una ténue pero significativa atmósfera, así como una intensa actividad geológica, con fumarolas y géiseres activos, y un océano global bajo la capa de hielo que cubre la superficie del planeta. También ha sido esta misión la responsable de mostrarnos la dinámica superficial de Titán, no muy diferente a la de la tierra en cuanto a procesos, lo que ha sido toda una sorpresa. Porque descubrir que en Titán llueve, aunque no sea agua sino hidrocarburos, o que haya ríos efímeros y lagos que sufren evaporación, eran cuestiones que jamás habríamos imaginado posibles. Otro punto destacado de la misión es que nos ha ayudado a ampliar el número de satélites que tiene Saturno, algunos con formas tan insólitas como Pan, el ya famoso satélite-ravioli. Cassini-Huygens ha cambiado para siempre nuestra idea de Saturno, nos ha mostrado sus fuertes tormentas, algunas con un gran aparato eléctrico, cómo es la compleja dinámica que gobierna los anillos y las partículas que los componen o cuál es la gravedad del planeta (con el objetivo de poder calcular cómo de grande es su núcleo rocoso). Todo eso nos ha mostrado esta misión que ha marcado un antes y un después.

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Combinación de dos imágenes tomadas con diferente ángulo del satélite Pan, con su característica forma de ravioli gigante (fuente: NASA / JPL / Space Science Institute)

Los descubrimientos de Cassini-Huygens han sido increíbles y han superado con creces las expectativas iniciales. De hecho, por miedo de poder contaminar algunos de los mundos que lo rodean, los responsables de la misión decidieron que la mejor manera de ponerle punto y final no era dejando la sonda orbitando, con el riesgo de que pudiera caer en alguna de las lunas, sino destruirla contra Saturno. De esta manera, en lo que han llamado la Grand Finale, Cassini nos daría con sus últimos instantes de vida una información única sobre cómo es la atmósfera del gigante gaseoso pero desde dentro de ella. Eso sí, esperamos poder volver algún día a Saturno para estudiar a fondo algunos de sus satélites, en especial los prometedores Titán y Encélado, y descubrir de una vez por todas si hay otras formas de vida en ellos, con proyectos tan extraños como el que se explica en el video de abajo: un submarino en los mares de Titán.

Contextos geológicos españoles de relevancia internacional 15: Episodios evaporíticos messinienses

España es un país con un gran patrimonio geológico y una increíble geodiversidad que tienen su reflejo en la gran cantidad de paisajes y lugares de interés que encontramos en él. Desde rocas que vieron nacer a Pangea (Orógeno Varisco Ibérico), hasta regiones volcánicas (Canarias, el sureste peninsular), pasando por lugares en los que podemos ver con claridad el límite Cretácico-Paleógeno gracias a una capa muy especial relacionada con el impacto que acabó con los dinosaurios hace 65 millones de años (Ma). Todos ellos forman parte de los 21 contextos geológicos españoles de relevancia internacional que estamos repasando en el blog, 21 contextos que nos sirven para comprender cuál ha sido la historia geológica que han experimentado los terrenos que definen este país ibérico a lo largo de su existencia. Y de entre todos esos eventos de gran importancia hay uno que es verdaderamente insólito, un episodio extraordinario que llevó al Mediterráneo a secarse hace aproximadamente 5 millones de años.

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Vista del Puente de la Autovía del Mediterráneo sobre el Río Aguas, dentro de la Cuenca de Sorbas, en la provincia de Almería (imagen propia)

La desecación de un mar

El mar Mediterráneo se encuentra en una posición geográfica de elevada evaporación que hace que en líneas generales tenga un régimen hídrico negativo, ya que la cantidad media de agua que se pierde por evaporación (1’36-1’54 m/año) es muy superior a la cantidad media de agua que entra a la cuenca por medio de precipitaciones o gracias a los ríos que vierten sus aguas en el mar (0’27-0’31 m/año). Por tanto, para que una cuenca de estas características pueda pervivir en el tiempo es necesario que haya un aporte extra de agua que evite la desecación, algo que para el caso del Mediterráneo ocurre gracias al intercambio que hay entre él y el océano Atlántico. Pero debido a la diferencia de salinidad que existe entre ambas masas de agua la circulación entre mar y océano es antiestuarina, con una entrada desde el Atlántico en superficie y una salida de aguas cargadas de sales, y por tanto más densas, que lo hacen en profundidad.

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Esquema simplificado de cómo es la corriente antiestuarina entre el Atlántico y el Mediterráneo (imagen propia)

La comunicación con el Atlántico es la base de la supervivencia del Mediterráneo a lo largo del tiempo. Por ello, cuando hace aproximadamente 6-7 millones de años una combinación de procesos tectónicos y glacioeustáticos causó la interrupción de esta comunicación, que por aquel entonces no se producía por el Estrecho de Gibraltar sino por un doble corredor, se produjo una desecación a gran escala del Mediterráneo. A este extraordinario episodio lo conocemos como la Crisis de Salinidad del Messiniense y se caracteriza por el depósito de una gran cantidad de rocas evaporíticas (halita o sal común y yeso principalmente) por todo el actual Mediterráneo, además de en algunas zonas próximas a él que por aquel entonces constituían cuencas sedimentarias asociadas con el mar. Tal es el volumen de sales depositadas en el Mediterráneo durante este evento que en algunos puntos hay identificados más de 1500 m de espesor de sal, ¡¡un kilómetro y medio!!

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Mapa general de los depósitos evaporíticos messinienses del Mediterráneo localizados por el programa DSDP-ODP (tomado de Roveri et al., 2014, a su vez una modificación de Rouchy & Caruso, 2006).

La Crisis de Salinidad del Messiniense es un suceso extraordinario que aunque siempre asociamos con la tectónica regional no sólo se debió a ella. Y es que a finales del Tortoniense (11’62-7’246 Ma), el piso inmediatamente anterior al Messiniense (7’246-5’333 Ma), se produjo un brusco descenso del nivel del mar que en la región pudo alcanzar los 1.500 m, lo que no hizo más que agravar la situación del Mediterráneo al ayudar todavía más a interrumpir esa doble comunicación Atlántico-Mediterráneo. El resultado es el que ya conocemos: un mar que poco a poco se fue secando, con puntuales momentos de reinundación que evitaron que se secase del todo y permitieron que durante un largo periodo de tiempo pudiera haber siempre agua suficiente para seguir depositando sales. Porque acumular 1.500 m de sal no es posible con una columna de agua como la del Mediterráneo, a no ser que haya algún tipo de alimentación periódica que aporte nueva cantidad de agua que al evaporarse siga permitiendo el depósito de sal. O al menos eso es lo que muchos geólogos creemos que debió ocurrir en este mar que un día se secó.

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Ilustración geográfica de cómo pudo ser la cuenca del Mediterráneo durante la Crisis de salinidad del Messiniense (fuente: Ledesma Rubio, 2005)

La Cuenca de Sorbas, un lugar de gran interés para el Messiniense

La Cuenca de Sorbas es una pequeña depresión intramontañosa alargada en dirección aproximadamente E-O que se sitúa entre la Sierra de los Filabres (al norte) y la Sierra Alhamilla (al sur). Esta cuenca, una de las numerosas que encontramos en el interior de la Cordilera Bética, es de gran importancia dentro de la Crisis del Messiniense por ser una de las cuencas donde mejor se conservan las condiciones paleoambientales reinantes en aquel momento en el Mediterráneo occidental. De hecho es una de las cuencas más estudiadas y mejor conocidas de todas las que existieron en el Mioceno dentro del área del Mediterráneo, hasta el punto de que su secuencia messiniense es usada como referente global y como modelo de correlación con el resto de cuencas mediterráneas.

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Mapa geológico de la región de Almería indicando en amarillo las principales cuencas y en marrón las sierras más destacadas del sustrato bético (tomado de Geología del entorno árido de almeriense)

Hace unos 8 millones de años la configuración geográfica de la Península Ibérica era muy diferente a la actual. En el norte Iberia ya había colisionado con Europa y se habían empezado a levantar Los Pirineos, mientras que en el sur, en lo que hoy es Almería, la línea de costa se encontraba a los pies de la Sierra de los Filabres. Pero como ya sabemos las placas tectónicas no se están quietas, y en esta región encontramos en el Mioceno tres placas chocando unas con otras: la microplaca de Alborán, la placa Ibérica y la placa Africana, esta última muy insistente en irse al norte, donde están las otras dos y a las que empuja. El resultado de todos estos movimientos tectónicos fue el levantamiento del Sistema Bético, el cierre del Estrecho Norbético (uno de los dos corredores que comunicaban en el Mioceno el Mediterráneo con el Atlántico) y el desarrollo de una serie de cuencas sinorogénicas que evolucionarán a intramontañosas y que seguirán teniendo una historia sedimentaria que contarnos después de la fase principal de la Orogenia Alpina en esta zona. De esta manera en Almería asistimos al levantamiento de la Sierra Alhamilla hace unos 7 millones de años, gracias al cuál la Depresión de Sorbas se independizó y se estableció como una de esas cuencas intramontañosas: la Cuenca de Sorbas. Pero en el Tortoniense también hubo una subida de nivel del mar que permitió que todas estas cuencas intramontañosas béticas tuvieran una sedimentación marina, de manera que la Cuenca de Sorbas siguió recibiendo sedimentos marinos de manera interrumpida hasta que hace 2’5 millones de años la línea de costa se desplazó a su posición actual. Fue entonces cuando la depresión terminó su historia como cuenca marina receptora de sedimentos, pero antes ya había experimentado las consecuencias de la crisis de salinidad del Mediterráneo.

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Evolución paleogeográfica de la Cuenca de Sorbas desde el Tortoniense superior hasta el Plioceno inferior (tomado de Geología del entorno árido de almeriense)

Los depósitos evaporíticos de la Cuenca de Sorbas son de gran importancia a la hora de hablar de la crisis de salinidad, pero lo cierto es que no se produjeron durante el evento principal de desecación sino en uno de los momentos de recuperación del Mediterráneo. Por aquel entonces Sorbas era una cuenca restringida y semiaslada que tenía escasa o nula comunicación con el resto del Mediterráneo, cerrada por el oeste y separada del mar abierto por el este por un umbral submarino que cuando se levantó tiempo después dio la actual Sierra de Cabrera. En esta cuenca, durante una de las subidas del nivel del mar que sabemos que ocurrieron, entraron aguas presumiblemente atlánticas que invadieron la depresión y permitieron el depósito de una formación geológica muy importante. Los Yesos de Sorbas (Miembro Yesares) son una potente sucesión de más de 130 m de espesor compuesta por bancos de yeso de hasta 20 m separados unos de otros por tramos margoso-limosos e incluso algunos carbonatados. Estos tramos margosos suelen tener abundantes restos fósiles de origen marino que han permitido asociarlos con episodios de reinundación de la cuenca, mientras que los bancos yesíferos, que se habrían formado durante los periodos de desecación, contienen unas estructuras de crecimiento muy espectaculares por su aspecto arborescente. Los superconos o coliflores, que es como se llaman estas estructuras, se formaron en un ambiente hipersalino de escasa profundidad en el que precipitó el yeso como variedad selenita, dando con el tiempo estas estructuras con forma de cono invertido (el ápice hacia abajo) que se distribuyen de manera dispersa por todo el miembro geológico. Dentro de estos yesos también hay un modelado kárstico, con espeleotemas dentro de una de las mayores cuevas en yeso de todo el país.

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Arriba: Interpretación sedimentaria de los Yesos de Sorbas dentro del contexto del Mediterráneo messiniense (tomado de Geología del entorno árido de almeriense). Abajo: Imagen de una serie de superconos y una capa de margas dentro de los Yesos de Sorbas (imagen propia)

Los Yesos de Sorbas son uno de los aspectos más destacados de la Cuenca de Sorbas, pero no son el único geosite asociado con este contexto. Y es que antes de que se produjera la crisis de salinidad en la cuenca se desarrollaba una extensa plataforma carbonatada llena de arrecifes, que actualmente encontramos en la base de las secuencias evaporíticas. Estos arrecifes messinienses son muy importantes geológicamente hablando porque son los últimos que aparecen en la historia geológica de todo el Mediterráneo, y los tenemos tanto en la Cuenca de Sorbas como en otras de las cuencas marinas almerienses. Por lo general todos estos arrecifes coralinos tienen una composición y una evolución muy característica, ya que comienzan como biohermos con una relativa alta diversidad de especies de corales que pasan con el tiempo a arrecifes de coral monoespecíficos del género Porites, que es lo que vemos en el atolón de El Hoyazo de Níjar, sin duda uno de los mejor conservados de toda la región mediterránea. Dentro de la Cuenca de Sorbas destaca el arrecife de Cariatiz, con una espectacular plataforma arrecifal en la que se acumularon los esqueletos de corales y otros organismos marinos (algas calcáreas, moluscos, gusanos…). Y a diferencia de El Hoyazo, que define un atolón con un volcán en su interior, el arrecife de Cariatiz es en realidad una barra arrecifal que separaba la parte profunda de la cuenca, con su talud de elevada pendiente, de un lagoon interior y poco profundo en el que habitaron otras especies de corales y organismos marinos.

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Vista panorámica del arrecife de Cariatiz, muy cerca del municipio de Sorbas. La parte de lagoon en la imágen estaría a la izquierda, mientras que a la derecha estaría la parte profunda de la cuenca, con el talud de alta pendiente bien marcado y en algunos puntos la cresta arrecifal todavía identificable (imagen propia)

Hace unos 5’4 millones de año la Cuenca de Sorbas era una bahía abierta al mar por el este y cruzada de norte a sur por un sistema de islas barrera que aislaban una laguna somera del resto de la cuenca. En esta laguna se depositaron arenas y limos que todavía hoy en día conservan muy bien tanto estructuras sedimentarias (estratificación cruzada, estratificación hummocky, ripples de oleaje…) como abundantes fósiles de insectos o de huellas, lo que ha permitido el estudio en detalle de la laguna y la identificación de cuatro ambientes sedimentarios diferentes. El primero de estos ambientes es la laguna interna, constituida por limos y arcillas finamente laminados en los que son frecuentes las grietas de desecación y las huellas de aves y mamíferos, ambos criterios de poca profundidad. Las islas barrera están formadas por cordones arenosos parcialmente emergidos que aislaron la laguna del resto de la cuenca. En ellos se distinguen tres subzonas que de más profunda a más somera son: los abanicos de tormentas, donde se puede ver estratificación hummocky (indicio de removilización por tormentas); la playa propiamente dicha, con laminación paralela de bajo ángulo y estructuras de bioturbación de cangrejos y raíces en la parte más superficial; y las dunas eólicas, que constituyen la parte más emergida de las islas barrera y en las que el viento es el principal agente de transporte. El tercer ambiente sedimentario identificado son las barras litorales, bajíos arenosos en forma de dunas subacuáticas y someras que se ven movidas por el oleaje, desarrollándose en ellas una estratificación cruzada en artesa. El último ambiente identificado en la Facies Playa de Sorbas es la plataforma marina, caracterizada por un claro dominio de la sedimentación limosa y por la presencia de estromatolitos, estructuras carbonatadas amonticuladas formadas por microorganismos, en la parte más somera.

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Arriba: Esquema paleogeográfico de los distintos ambientes sedimentarios que definen la Facies Playa de Sorbas (tomado de Geología del entorno árido de almeriense). Abajo: Imagen de huellas fósiles de aves (izquierda) y de estratificación hummocky (derecha) de la Facies Playa de Sorbas (tomadas de Calaforra, 2009)

¿Dónde encontrar los geosites de este contexto?

La Cuenca de Sorbas es un magnífico lugar para conocer las consecuencias que tiene el simple hecho de que un mar como el Mediterráneo se seque, algo que si ha pasado en el pasado geológico sabemos que puede volver a pasar en un futuro. A enero de 2011 (última lista del IGME), los geosites reconocidos de este contexto son 5 (números 159-163) y están agrupados en los tres bloques que a grandes rasgos ya hemos visto en esta entrada. Y como es lógico, los tres los encontramos dentro la Cuenca de Sorbas, en la provincia de Almería.

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Los geosites del contexto de Episodios evaporíticos messinienses se encuentran en la cuenca intramontañosa de Sorbas, dentro de la Cordillera Bética (modificado a partir de Vera et al., 2004)
  1. Los Yesos del Río Aguas, en el área de Molinos del Río  Aguas (Sorbas), donde aflora la mejor sección del  Messiniense de toda la región del Mediterráneo, con 14-14 ciclos diferentes de depósitos de yesos.
  2. Los arrecifes de Sorbas, de entre los que destacan el arrecife de Cariatiz al norte de la cuenca y el arrecife de Hueli al sur.
  3. Las Facies Playa del Miembro Sorbas

Bibliografía

Calaforra, J.M. (2009): “Messinnian Evaporite Episodes”. In: Spanish geological frameworks and geosites. An approach to Spanish geological heritage of international relevance (A. García-Cortés, Ed.), IGME, Madrid, 157-162.

CMA-Consejería de Medio Ambiente, Ed. (2003): “Geología del entorno árido de almeriense. Guía didáctica de campo”. Junta de Andalucía, 163 p.

CMA-Consejería de Medio Ambiente, Ed: “Geodiversidad y Patrimonio Geológico de Andalucía”. Junta de Andalucía, 326 p.

Dabrio, C.K.; Roep, T.B.; Polo, M.D. & Fortuin, A.R. (1997): “Late Messinian coastal barrier and washover fan sedimentation in Sorbas (SE Spain)”. Geogaceta, 21, 89-92.

Julivert, M.; Fontboté, J.M.; Ribeiro, A. y Conde, L. (1972): “Mapa tectónico de la Península Ibérica y Baleares E. 1:1.000.000”. Inst. Geol. Min. España, Madrid, 113 p.

Ledesma Rubio, F. (2005): “Paleogeomorfología de la Península Ibérica, y los primeros pobladores”. 43 p.

Rouchy, J.M. and Caruso, A. (2006): “The Messinian salinity crisis in the Mediterranean basin: A reassessment of the data and an integrated scenario”. Sedimentary Geology, 188-189, 35-67.

Roveri, M.; Manzi, V.; Bergamasco, A.; Falcieri, F.M.; Gennari, R.; Lugli, S. and Schreiber, B.C. (2014): “Dense shelf water cascading and Messinian canyons: a new scenario for the Mediterranean Salinity Crisis”. American Journal of Science, Vol. 314, 751–784.

Vera, J.A.; Barnolas, A; Bea, F.; Calvo, J.P.; Civis, J.; De Vicente,  G.; Fernández-Gianotti, J.; García-Cortés, A.; Pérez-Estaún, A.; Pujalte, V.; Rodríguez-Fernández, L.R.; Sopeña, A. y Tejero, R. (2004): “Introducción”. En: Geología de España (J.A. Vera, Ed.), SGE-IGME, Madrid, 1-17.

Viseras, C. (coord.); Soria, J.M. y Fernández, J. (2004): “Cuencas neógenas postorogénicas de la Cordillera Bética”. En: Geología de España (J.A. Vera, Ed.), SGE-IGME, Madrid, 576-581.

El modelado kárstico, cuevas y dolinas

La geología está detrás de prácticamente cualquier paisaje y es la responsable de un sinfín de elementos naturales que nos llaman la atención por su espectacularidad. Las islas Canarias, como archipipiélago volcánico que es, tiene un origen geológico muy claro y quien disfruta de sus paisajes sabe que está viendo el resultado de un trabajo lento que ha ocurrido a lo largo de mucho tiempo. Pero los ríos también modelan el paisaje y genern formas de origen geológico, tal y como hemos visto a la hora de hablar del modelado fluvial, dominado por los cañones fluviales como el del Colorado o más cercano a nosotros el de Arribes del Duero. En esta entrada seguiremos hablando del poder de la geología como generadora de relieve y hablaremos del modelado kárstico, el mundo de las cuevas pero también el de las dolinas y los zenotes.

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La ciudad encantada de Cuenca es uno de los paisajes kársticos más famosos de España y representa un karst muy evolucionado en el que prácticamente toda la roca ha sido disuelta, quedando como remanente de lo que hubo en el pasado los tormos en forma de enormes hongos rocosos (fuente: viajology.com)

La karstificación, el truco está en el CO2

El origen del modelado kárstico, a veces escrito cárstico, está en un proceso de meteorización química que experimentan algunas rocas solubles. Las rocas carbonatadas (calizas y dolomías) son las más comunes en este tipo de paisaje que afecta tanto a nivel de superficie como a nivel subterráneo, pero también lo podemos encontrar en terrenos formados por yeso, que no olvidemos que también son solubles y que es lo que encontramos en las cuevas de Sorbas (Almería). No obstante aquí vamos a explicar el proceso que experimentan las rocas carbonatadas, que como ya vimos al hablar del CO2 se forman a partir del CO2 disuelto en el agua. De esta manera la solubilidad de las rocas carbonatadas depende de la presión de CO2 y se produce por una serie de reacciones químicas encadenadas que llevan a este gas invernadero a formar ácido carbónico e ión bicarbonato (o hidrogenocarbonato), que atacan a este tipo de rocas. Por tanto podemos decir que el ciclo de disolución-precipitación de los carbonatos es un proceso asociado con la acidificación del agua que está en contacto con ellos. La siguiente ecuacion de balance resume muy bien estas reacciones químicas que determinan el modelado kárstico en calizas, que son las rocas formadas casi exclusivamente por carbonato cálcico.

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Reacciones químicas encadenadas de disolución de dióxido de carbono en agua y precipitación en forma de carbonato cálcico (imagen propia)

El proceso de formación de un karst carbonatado, que como digo es en el que me centraré en esta entrada (pero no olvidemos que no son los únicos que existen), empieza con agua cargada de CO2 que se infiltra por las grietas que hay en un terreno carbonatado. Estas aguas ácidas atacan la roca y producen formas erosivas muy diversas que podemos encontrar tanto en superficie como en el subsuelo. Pero si las condiciones ambientales cambian y son las ideales, ese agua con CO2 y calcio disueltos puede evaporarse, precipitando el exceso de ambas especies químicas para dar lugar a otras formaciones de precipitación química. Por tanto podemos decir que la formación y destrucción de un karst está asociado con el equilibrio del CO2, pero para que se produzca la karstificación es necesario primero que la roca afectada cumpla una serie de requisitos, como son el ser soluble o el tener fracturaciones que favorezcan la infiltración del agua. Una vez que se tenga eso el proceso será más o menos rápido en función de una serie de factores ambientales, climáticos y temporales, ya que se necesita la presencia de agua que tenga una concentración de CO2 disuelto, que aumenta con la presión y con las bajas temperaturas (en climas fríos los karst evolucionan más rápido), que haya seres vivos que emitan CO2 para acelerar el proceso o que el contacto agua-roca sea prolongado en el tiempo. Si se cumplen estos requisitos las reacciones serán más efectivas y el proceso de karstificación será más intenso, por lo que el paisaje kárstico evolucionará con mayor rapidez.

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Esquema explicativo de las formaciones más representativas del modelado kárstico, tanto a nivel de superficie como a nivel subterráneo (tomado de geoiesblasdeotero.wordpress.com)

Los karst en superficie, el dominio de las dolinas

Las formaciones exokársticas, que es como se denominan a las que encontramos en superfice dentro de un paisaje kárstico, se reconocen muy bien en campo porque por lo general dan terrenos irregulares, si bien dentro de ellas tenemos un buen número de formas diversas que tienen orígenes y características diferentes. Las formaciones erosivas, que se forman principalmente por procesos erosivos de disolución de la propia roca o por colapso (derrumbe) del techo de formaciones subterráneas, son las dominantes en superficie. Destacan dentro de ellas los lapiaces, surcos separados unos de otros por tabiques rocosos que se producen cuando las aguas de escorrentía superficial (ver La ciencia del Ciclo del Agua) discurren por superficies llanas con fisuras (diaclasas, planos de estratificación…) que favorecen su encauzamiento. Los lapiaces con el tiempo pueden evolucionar a cañones y gargantas fluviales si la corriente de agua se encaja lo suficiente en el terreno.

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Acanaladuras en un lapiaz en el que los surcos son más o menos lineares y con cierta profundidad (fuente: geomorfologiapeg.blogspot.com.es)

Las dolinas son profundas depresiones redondeadas y de paredes inclinadas que se pueden formar tanto por disolución como por hundimiento del terreno. Estas formaciones, que en muchos casos contienen agua en su interior a modo de pequeñas lagunas, reciben diferentes nombres en función de sus características físicas, ya que si poseen paredes muy escarpadas se denominan torcas, si comunican con galerías subterráneas son simas y si están completamente inundadas definen los famosos cenotes, tan habituales en la Península de Yucatán. En ocasiones las dolinas, que en muchos casos aparecen en una misma región alineadas siguiendo fracturas mayores del terreno, pueden acabar uniéndose unas a otras y constituir lo que se conoce como uvalas.

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La Sima de San Pedro, en el municipio turolense de Alacón, es una de las simas más importantes de toda Europa. Por sus condiciones suele ser utilizada a menudo para realizar competiciones nacionales e internacionales de espeleología (fuente: casaalbana.com)

Otra formación exoskártica muy importante son los poljés, que no son más que uvalas muy evolucionadas, ya que estamos hablando de enormes depresiones del terreno ocasionadas por la unión de varias dolinas a gran escala. Los poljés suelen tener aspecto de valles alargados y cerrados, pero con el fondo plano y contornos irregulares elevados y empinados. Suelen estar recorridos además por cursos de agua que desaparecen súbitamente por un sumidero o ponor, si bien a veces están total o parcialmente cubiertos de agua y formando un lago kárstico. El fondo llano del poljé suele estar tapizado de un tipo de arcilla que procede de la descalcificación de la caliza y suele ser un terreno muy fértil, ya que por lo general funciona además como trampa de sedimentos.

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El poljé de Vega de Comeya, en Picos de Europa, es uno de los más importantes de España. En esta imagen, de C. Pueyo, se puede ver muy bien tanto su forma alargada como sus bordes abruptos (fotografía tomada de previa.uclm.es)

No todas las formaciones exoskársticas tienen un origen erosivo, sino que también tenemos algunas que se forman por sedimentación, como son las arcillas antes mencionadas de los fondos de los poljés, pero también los travertinos y las tobas calcáreas. Ambos conceptos hacen referencia a rocas carbonatadas muy utilizadas como roca ornamental y que se han formado por precitación química a partir de aguas termales y dulces que están cargadas de carbonatos. En el caso de las tobas calcáreas la precipitación tapiza las plantas que hay en el propio manantial, de manera que pueden conservar restos degradables que después podemos estudiar para tener una idea de cómo eran las condiciones de la zona en el pasado más inmediato, hablando a escala geológica (ver El tiempo en geología). Por su parte los travertinos en muchos casos se desarrollan en forma de cascadas blancas petrificadas que se ven acompañadas de terrazas con forma de medialuna, dando lugares de gran valor paisajístico por su belleza visual.

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Pamukkale, en Turquía, es uno de los lugares más espectaculares del mundo donde encontramos terrazas tapizadas de travertino que caen por la ladera y retienen pequeñas charcas de agua azulada (fuente: unmundopara3.com)

El mundo subterráneo de las cuevas kársticas

Las formaciones superficiales son fáciles de ver y de identificar por estar, en la mayoría de los casos, a la vista de todo el mundo, aunque como suele ocurrir siempre con la geología hay que saber mirar para encontrarlas. Pero el modelado kárstico también afecta bajo la superficie, y es ahí donde tenemos los elementos que más interés turístico suelen suscitar dentro del modelado kárstico. En este caso las formaciones subterráneas del karst, llamadas también endokársticas, pueden tener un origen erosivo no muy distinto al que ya hemos visto en superficie, con aguas cargadas de ácido carbónico que disuelven poco a poco la roca. Es así como se forman las cuevas kársticas, cavidades naturales en las que encontramos un entramado de galerías (pasadizos horizontales), simas (aberturas verticales) y cavernas (espacios abiertos y amplios) que pueden comunicarse unas con otras. Las cuevas son el tipo más habitual de geoforma kárstica pero no es el estadio final de evolución de un karst, ya que en ocasiones los techos se pueden desplomar y quedar expuestas a las condiciones exteriores, dando laberintos kársticos y tormos como los de la Ciudad Encantada de Cuenca.

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La Cueva del Salnitre de Collbató, en el geoparque de Cataluña Central, es famosa porque sus espeleotemas inspiraron a Gaudí para la construcción de la Sagrada Familia de Barcelona (fuente: pedalsbarcelona.com)

Los depósitos químicos que encontramos en el interior de una cueva reciben el nombre de espeleotemas y se producen cuando el agua que avanza infiltrándose por el terreno, que está cargada de ácido carbónico y piedra caliza disuelta, llega a un espacio amplio. En ese momento, si las condiciones ambientales son las adecuadas, se puede producir la evaporación lenta del agua y la precipitación química de las sales disueltas, generándose una gran cantidad de formas diversas. Los espeleotemas más destacados son sin duda las estalactitas, que van creciendo poco a poco desde el techo y a partir de un tubo de alimentación interno (son huecas), y las estalagmitas, que se producen cuando el agua gotea del techo y cae al suelo, de manera que en este caso el crecimiento es desde abajo. En ocasiones una estalactita y una estalagita se pueden encontrar y fusionarse, dando lo que conocemos como columna.

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Conjunto de varias estalactitas y estalagmitas en el interior de la Cueva de El Soplao, en Cantabria (fuente: elsoplao.es)

Las estalactitas y las estalagmitas son sin duda los espeleotemas más conocidos, pero existen otras formaciones endokársticas de depósito que también son muy frecuentes en las cuevas. Las excéntricas son espeleotemas formados por capilaridad que todavía no se comprende muy bien su formación, no como las coladas, que sabemos que se producen cuando un flujo laminar descendente cubre una superficie, de manera que el precipitado carbonatado que se produce queda tapizándola. Las banderolas por su parte son otro tipo de espeleotema muy común que se genera de una manera similar a las estalactitas, pero con el agua discurriendo por la superficie y no por su interior, adquiriendo además una forma ondulante que recuerda a las banderolas. Otra formación endokárstica importante son los gours, diques escalonados que represan el agua como las terrazas de travertino hacen en superficie, mientras que los conulitos son oquedades que se forman cuando el goteo que da normalmente una estalagmita se produce en un terreno fácilmente erosionable, quedando en lugar de ese espeleotema un hueco por erosión del agua.

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Izquierda: Excéntricas de aragonito en la Cueva de El Soplao, en Cantabria (fuente: fotonatura.org). Derecha: Banderolas en una cueva de Israel (fuente: wikipedia.org)

Por último quiero hablar de la famosa leche de luna, sin duda uno de los elementos de origen kárstico más raros y espectaculares que existen. Se trata de una sustancia blanca y cremosa que normalmente se ​​encuentra en estado semisólido adherida a las paredes de algunas cuevas, si bien en la actualidad se conoce un único caso en todo el mundo, en una cueva del Macizo de Ernio (Guipúzcoa), en la que la leche de luna aparece en estado líquido fluyendo por el interior de la cavidad. Los análisis que se han hecho después de este espectacular descubrimiento de 2004 han revelado que la leche de luna de Ernio está compuesto por una mezcla de varios minerales, de entre los que destacan la gibbsita (hidróxido de aluminio), que al tener cristales mucho más pequeños de lo habitual es la que le da el aspecto líquido.

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El único río de leche de luna del mundo se encuentra en Guipúzcoa y fue encontrado en marzo de 2004 (imagen tomada de puentelibre.mx)