Locos por la Geología

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Otra vez vengo a traerles una teoría que fue originalmente creada como una explicación completa en sí misma, y que luego de pasar por un camino de evolución y tras sucesivas correcciones se transformó en el concepto de expansión del fondo oceánico; hipótesis que a su vez fue más tarde absorbida por el paradigma mucho más complejo que conocemos como Tectónica de Placas o Global.

Ya antes hemos hecho alguna referencia a la expansión del fondo oceánico y pronto vendrá un post muy detallado sobre ella, pero ahora veremos los conceptos previos que condujeron hacia su formulación final, y que en su momento postulaban una expansión de la Tierra toda, como causa suficiente para explicar su configuración superficial.

¿Cuándo y cómo surgió la idea de una Tierra en expansión?

En las primeras décadas del S XX, cuando recién empezaba a conocerse la Teoría de Wegener sobre la deriva continental, algunos pocos científicos se entusiasmaron con ella en lugar de defenestrarla como la mayoría, y aportaron sus propias observaciones. Entre ellos se encontraba Carey, quien hasta cuatro décadas más tarde- según veremos- siguió buscando comprobaciones científicas.

Esta teoría se fue generando a través de las siguientes observaciones:

• En los tiempos actuales sólo un tercio de la superficie planetaria está ocupada por continentes. En la teoría de expansión se explicaba esa característica suponiendo un tiempo en que la cubierta habría sido continua y se habría ido fragmentando como respuesta a una Tierra con un volumen cada vez mayor. Un efecto semejante al de la camisa del increíble Hulk que terminaba hecha pedazos cada vez que el pacífico científico se convertía en un mutante superdesarrollado.
• El ajuste de las costas de continentes que antes habrían estado unidos es mucho más preciso si se lo imagina sobre un globo terráqueo más pequeño que el presente.
• Se explican bien de esta manera los fenómenos tensionales, salvando así la principal crítica a la anterior teoría de contracción.

Les recuerdo una vez más que esta teoría no pudo superar determinadas objeciones, de modo que sólo sobrevivió en el marco de la Tectónica Global, a través de su «hija», la teoría de expansión del fondo oceánico, que ya analizaremos en el futuro.

¿Qué posibles causas se sugirieron para la expansión global?

Si bien nunca se alcanzó un acuerdo, y la formulación de las diversas explicaciones posibles siempre partía de postulados previos esencialmente especulativos y sin comprobación absoluta, voy a presentarles ahora las dos hipótesis con mayor consenso:

• Decrecimiento del valor de la constante de la gravedad G. Esta teoría fue formulada por el ingeniero británico Paul Adrien Maurice Dirac nacido en Brístol, el 8 de agosto de 1902, y fallecido en Tallahassee el 20 de octubre de 1984. Este científico fue uno de los impulsores de la mecánica cuántica, y propuso el decrecimiento de G como la explicación válida no sólo para la expansión de la Tierra sino de la del Universo todo. En su hipótesis, un valor de G que disminuye con el tiempo implica que también disminuye la presión en el interior de la Tierra, ya que depende de G, a través del peso que ejercen sobre los materiales profundos toda la columna de los sobreyacentes. Ese alivio de la presión se traduciría naturalmente en un aumento del volumen, es decir una expansión global.
• Disminución de la densidad de los materiales del núcleo terrestre. En esta teoría el postulado de origen es que los materiales del núcleo son formas metaestables de alta presión, formadas junto con el planeta, y al enfriarse éste, los minerales habrían cambiado a fases más estables, de baja densidad. Disminuyendo la densidad, si la masa se mantiene invariable, lo que aumenta es el volumen, y ese aumento es el causante de la expansión de la Tierra en su conjunto. Conviene señalar que esta hipótesis es exactamente opuesta a la de Urey que veremos más adelante en otro post, y que supone un núcleo en crecimiento por migración hacia él de los materiales más densos del manto que lo envuelve. Como ninguna de las dos alternativas tiene comprobación suficiente, las dos posiciones tienen sus respectivos seguidores.

¿Qué pruebas sustentan la existencia de algún grado de expansión en la Tierra?

No son pocas, de lo cual se infiere que una cierta expansión se produce en efecto, aunque no alcance por sí misma para explicarlo todo, como era la pretensión original. Veamos algunas de esas pruebas.

• Observación del bandeado de algunos fósiles. Entre muchos otros organismos que tienen anillos de crecimiento que pueden relacionarse muy bien con intervalos temporales y que a la vez son claramente visibles, los corales son de los que más utilidad prestan. Entre otras cosas porque hay ejemplares tan antiguos como los devónicos, con un excelente estado de conservación. Estos organismos tienen anillos de crecimiento diarios, con espesores del orden del medio milímetro, que quedan incluidos en bandeados más gruesos correspondientes a ritmos mensuales, y éstos a su vez en paquetes anuales. Contando y relacionando unos con otros llegó a establecerse que el año devónico habría tenido alrededor de 400 días. Esto puede explicarse muy bien con una rotación de la Tierra que se ha ido haciendo progresivamente más lenta con el tiempo, ya que en el intervalo en que antes rotaba 400 veces, hoy apenas llega a 365 giros sobre sí misma. Ese retraso, según muchos investigadores es el resultado directo de un aumento en el momento de inercia causado por la expansión planetaria.
• Experimento de Carey.  Fue realizado según su diseño, en el año 1986, y en él se utilizaron dos receptores, representados por A y B en la figura que ilustra el post, y ubicados lugares de la Tierra distantes entre sí, pero alineados con el mismo quasar cuyas emisiones de radiación recibían. Debido a la curvatura de la Tierra, el receptor más próximo (A) recibiría primero la señal de las emisiones. Si se mide el tiempo de retardo y se aplican principios geométricos básicos, puede inferirse la diferencia de distancia entre cada punto de observación y el quasar. Repitiendo las mediciones y sus cálculos correspondientes cuando ha transcurrido algún tiempo, esa distancia no debería haber variado, si todas las posiciones son invariables. No obstante, en un intervalo de diez años hubo un cambio medible y no despreciable (C en el dibujo). Si las estaciones receptoras han permanecido en su sitio, una explicación muy posible para el hecho de que C haya disminuido, indicando que B está más cerca que antes del quasar, sería una disminución de la curvatura de la Tierra relacionable con una expansión de su volumen.
• Otros indicios paleontológicos. Este aporte desde la Paleontología es muy interesante. Paso a explicarles. Comencemos por informarnos sobre algunos principios de la fisiología. La distancia máxima hasta la cual el corazón de un vertebrado puede bombear la sangre en las arterias del cuello para alcanzar el cerebro, es fuertemente dependiente de la fuerza de la gravedad que tiende a producir su retorno hacia abajo. A mayor gravedad, más tendencia al retroceso y menos distancia puede recorrer el flujo sanguíneo. Hoy los cuellos más largos por ese motivo son los de las jirafas. Sin embargo, en el pasado hubo dinosaurios que eran mucho más grandes y cuyos cuellos eran también bastante más largos. La explicación de por qué ese límite superior ha descendido tanto, podría ser, en parte, un aumento en la gravedad. Y una mayor fuerza de gravedad en el presente puede deberse a un aumento de la masa de la tierra. Y estando la masa estrechamente vinculada con el volumen, puede atribuirse ese cambio a una expansión terrestre, asumiendo que no se ha comprobado un aumento en la densidad de los materiales como para justificar esa diferencia. Como en algún punto anterior hemos hablado de un decrecimiento de G, les recomiendo especialmente ir a leer el post sobre la gravedad que he linkeado más arriba para entender claramente cómo es que el efecto gravitacional puede aumentar aun cuando la constante G decrezca o no cambie.

¿Cuáles fueron las críticas que se hicieron a esta formulación original?

En primer lugar, a partir de las diversas explicaciones que se formularon para explicar la expansión, se realizaron diversas mediciones de la proporción en que habría tenido lugar esa expansión. Ninguno de los resultados es consistente con la imagen actual del planeta.

En segundo lugar, así como la teoría opuesta (la de contracción que ya vimos en otro post) no podía explicar los procesos tensionales, en este caso la teoría de expansión no puede aplicarse para dar razón de los múltiples procesos compresionales que se pueden observar, sobre todo en las grandes cadenas plegadas.

Por estas críticas fue necesario resignar la pretensión de explicar la configuración superficial de la Tierra como resultante de su expansión global.

Lo que de ella se rescata, con el apoyo de las pruebas ya expresadas, resultó ser el germen del modelo de expansión del fondo oceánico que es parte integrante y esencial de la Tectónica de Placas, según veremos en un próximo post, con todo detalle.

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Un abrazo y hasta el miércoles. Graciela.

P.S.: La imagen que ilustra el post es de este sitio.

Hoy voy  a hacer uno de los posts que reúno en la categoría «Glosario geológico», porque la intención es aclarar la confusión entre algunos términos de uso común en la descripción de la dinámica fluvial. Se trata de los tres términos que figuran en el título del post.

¿A qué nos referimos con la expresión carga de una corriente?

Carga es la suma de todos los materiales transportados por una corriente en un sitio y momento determinados. En un post anterior me he referido con detalle a ella, tanto en lo que concierne a su origen como a los mecanismos de que se vale el río para su transporte. Les recomiendo repasarlo aquí.

¿A qué nos referimos con la expresión capacidad de carga de una corriente?

La capacidad de carga de una corriente, o simplemente capacidad, es la cantidad máxima de material que en teoría puede ser transportada por ese flujo hídrico, en respuesta a condiciones muy dinámicas, razón por la cual su valor es muy variable tanto temporal como espacialmente.

Los factores que definen la capacidad de carga son el caudal, la velocidad y el régimen de flujo de la corriente en cuestión. A su vez, cada una de estas variables depende de otros factores de los que he ido hablando en los posts que están linkeados en cada caso.

Esto significa que en unas pocas horas de creciente extrema o inundación, una corriente puede llegar a movilizar más sedimentos que durante meses de flujo normal. Efectivamente, el aumento de caudal se traduce en aumento de velocidad y en el cambio de flujo laminar a turbulento; es decir que todos los factores que definen la capacidad de carga se ven incrementados.

¿A qué nos referimos con la expresión competencia de una corriente?

La competencia de una corriente no es sino el tamaño máximo del clasto que puede transportar. En general, la competencia es directamente proporcional al cuadrado de la velocidad del flujo. Esto significa que si la velocidad aumenta al doble, su competencia se cuadruplica; si la velocidad se triplica, la competencia es tal que le permite cargar fragmentos nueve veces más grandes, y así sucesivamente.

La competencia es tambien dependiente de los mismos factores que la capacidad, y guarda con la velocidad la misma relación. Por ende la capacidad y la competencia aumentan juntas, aunque se midan de distinta manera y signifiquen cosas diferentes.

Esto no es de extrañar, puesto que se trata de dos maneras distintas en que se manifiesta un mismo concepto: la aptitud de una corriente para movilizar cargas. Una alude a cantidad total y la otra a tamaño máximo de fragmento individual del material en movimiento.

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Un abrazo y hasta el miércoles. Graciela.

Discordancia angular Dibujo de Chiche Ojeda. Link al pie del post.

Hace ya mucho tiempo, les adelanté algunos conceptos que sin duda les conviene ir a repasar antes de entrar de lleno en el tema de hoy. Este post es el que deberían volver a leer, porque allí les expliqué el concepto de tiempo geológico y los correspondientes relojes.

Ya sabrán, si han repasado el post, que las edades pueden ser relativas o absolutas. En este momento señalaremos los variados métodos que permiten establecer las edades relativas de los diversos materiales, estructuras y geoformas que constituyen la geología de un lugar.

¿Cuáles son los métodos más utilizados para obtener edades relativas de los estratos terrestres?

Básicamente, los métodos que permiten establecer edades relativas entre formaciones o simplemnete estratos, son los que se sustentan sobre principios estratigráficos. Los principios que fundamentan esos métodos son:

• Ley de la superposición. Esta ley ya fue tratada en detalle en este post y consecuentemente no la volveré a explicar aquí.
• Principio de la horizontalidad original. También este principio tiene su propio post explicativo en el blog, de modo que les recomiendo repasarlo ahora.
• Principio de intersección.
• Regla de las inclusiones.

Existen también otras herramientas que nos aproximan a la estimación de las edades relativas, y ellas proceden de otras disciplinas como la Paleontología, la Geofísica y hasta la Biología o la Arqueología. Veamos algunas de esas apoximaciones:

• Principio de la Sucesión de Faunas.
• Paleomagnetismo.
• Principio de Correlación, el que a su vez se vale de ciertos proxis que veremos con cierto detalle más abajo, y que incluyen los varves, la dendrocronología y el análisis de corales, entre muchos otros que comienzan a probarse en diversos estudios más recientes, y que en su novedad reciben críticas e impulsos casi por partes iguales. Debido a esto último, les dedicaremos posts más adelante.

Volvamos ahora a los Principios procedentes de la Estratigrafía.

¿A qué se refiere el Principio de intersección?

Este principio llevó también un tiempo para su formulación, aunque hoy parezca algo obvio, y lo que dice es que si un paquete de rocas (puede ser también un cuerpo masivo como un batolito, llegado el caso) es cortado por una falla que lo atraviesa, o por una efusión o intrusión magmática, la falla o el proceso de intrusión son posteriores a las rocas afectadas, es decir que estas últimas tienen mayor edad.

Toda vez que haya una intersección de cuerpos geológicos, el que resulta «cortado» es el más viejo. En el gráfico que ilustra el post, los cuerpos A, B, C, D, E y F son más antiguos que la discordancia y que los cuerpos H, I y J. A su vez, aplicando la ley de superposición, el orden de edades (desde mayor a menor) se corresponde con el orden alfabético.

¿Qué puede inferirse de las Inclusiones?

Cuando se encuentran fragmentos de una unidad de roca en ei interior de un cuerpo litológico diferente, se habla de inclusiones (de includere=encerrar). Esas inclusiones (no confundir con intrusiones) se interpretan como la lógica indica: seguramente la masa que envuelve a las inclusiones es la más joven, porque éstas deben proceder de una roca que estaba antes y cuyos fragmentos quedaron dentro de la que luego se depositó «engulléndolos».

Por consiguiente, la confusión entre inclusión e intrusión es gravísima, porque unas y otras señalan relaciones de edad precisamente opuestas. La inclusión es más vieja que la masa que la envuelve, mientras que la intrusión es posterior a ella. Insisto en este detalle por su importancia.

¿Qué circunstancias complican la interpretación de los relojes estratigráficos?

Los dos primeros principios que hemos discutido ya en otros posts, asumen estratos horizontales, y con depositación continuada en el tiempo, pero existen situaciones que deben ser tenidas en cuenta a la hora de interpretar las edades  relativas en un cuerpo de estratos, y ellas son producto de las discontinuidades estratigráficas.

¿Qué son las Discontinuidades estratigráficas y qué pueden indicar?

Como dije más arriba, la sucesión de los estratos se interpreta fácilmente cuando las capas son concordantes. Y se entiende que hay concordancia cuando no aparecen interrupciones en el registro de los acontecimientos ocurridos a lo largo del tiempo geológico. Teóricamente eso permitiría un seguimiento de la historia completa de la Tierra, pero no existe lugar alguno en que la concordancia haya permanecido siempre como tal, porque el registro litológico se ha interrumpido muchísimas veces a lo largo de las eras. Cada una de esas interrupciones se conoce como «discontinuidad estratigráfica».

Es decir que cada discontinuidad representa un largo período durante el cual algún evento determinó que se viera interrumpida la sedimentación, teniendo en cambio lugar una activa erosión que eliminó inclusive parte de los depósitos más antiguos. Normalmente esto sucede cuando tiene lugar un levantamiento del territorio que transforma un área baja donde ocurría el depósito, en una zona elevada, sujeta a desgaste.

Pero también otros eventos pueden complicar el cuadro, por lo cual existen diversos tipos de discontinuidades, a saber:

• Discordancias angulares: se reconocen con relativa facilidad, tal como se ilustra con la figura que encabeza el post, ya que implica rocas sedimentarias inclinadas o plegadas a las que sobreyacen capas más jóvenes y prácticamente horizontales. Estas discordancias corresponden a cortes en la secuencia de sedimentación, durante los cuales se instalaron períodos de deformación – responsables de la inclinación- y también de erosión, causantes de la ausencia de determinados intervalos en el registro.
• Paraconformidades: si bien son más comunes que las anteriores, son bastante más difíciles de reconocer y de interpretar, porque no hay cambios notables en la inclinación de las capas a uno y otro lado de ellas. Su nombre se deriva del hecho de que los lineamientos litológicos sea por arriba o por abajo de la propia discontinuidad se mantienen aproximadamente paralelos, con lo que pueden confundirse con simples planos de estratificación. En situaciones especiales, si la superficie de erosión se mete muy irregular y profundamente en el paquete subyacente, el reconocimiento es más sencillo, y la estructura misma suele conocerse como disconformidad.
• Inconformidades: En este caso, los estratos sedimentarios no sobreyacen a otros sedimentos, sino a materiales cristalinos como rocas ígneas o metamórficas. Las inconformidades delatan períodos de levantamiento, porque tanto los magmas como las rocas metamórficas se originan en las profundidades. A ese levantamiento suelen seguir largos períodos de meteorización, en respuesta a las nuevas condiciones ambientales, tal como se preconiza en la Ley de estabilidad mineral. También se instala entonces la erosión y sólo después, en caso de ocurrir subsidencia, puede volver a generarse una cuenca donde se reanuda la sedimentación. Todo eso da cuenta de los tiempos ausentes en el registro.

¿Qué aporta el Principio de la Sucesión de Faunas?

Este principio fue formulado en Inglaterra, por William Smith, quien pudo demostrar que los cambios en las características de los ejemplares fósiles presentes en los sedimentos respetan un cierto orden vertical bien definido y constante, aun en columnas estratigráficas de diferentes lugares y litologías. La biología aporta además el conocimiento de que no hay vueltas atrás en la evolución de las especies, de modo tal que la edad relativa de las rocas puede definirse según su contenido fosilífero. Si un estrato contiene restos más antiguos y/o menos evolucionados que otro, será también más antiguo que él.

¿Qué aporta el Paleomagnetismo?

En un post de hace bastante tiempo, adelanté en parte el concepto de paleomagnetismo o magnetismo remanente de las rocas. Les recomiendo leerlo.

En su momento vimos cómo esta herramienta demostró la deriva de las placas, y pronto volveremos con ese tema y usaremos ese conocimiento en otro lugar de la teoría hoy vigente, pero su versatilidad es tal que también sirve de apoyo para establecer edades relativas.

Esto es así porque al estudiar los registros paleomagnéticos en las rocas, puede observarse que a lo largo de la historia de la Tierra se han sucedido numerosas inversiones de los campos magnéticos, alternándose tiempos de polaridad normal como la hoy vigente, con otros de polaridad opuesta. Estudios en todo el mundo han permitido la construcción de una columna integrada conocida como Escala Estándar de Magnetopolaridad, que cubre los últimos 250 Ma de la historia de la Tierra, es decir desde el Mesozoico en adelante.

En situaciones favorables, se puede aproximar una edad hasta absoluta, dentro de un cierto intervalo. Pero cuando no se cuenta con dataciones de las rocas en estudio, al menos edades relativas en el marco de análisis comparativos  pueden arriesgarse.

¿Cómo se utiliza el Principio de Correlación?

Ya adelanté más arriba que el Método de Correlación Geológica se basa esencialmente en herramientas como los proxis. Lo que se intenta es reconocer estratos, formaciones o cuerpos litológicos que por su posición en el registro podrían ser coetáneos, es decir que se relacionan en el tiempo de generación. De conocerse la edad absoluta de uno de los cuerpos comparados, una edad estimada puede asignarse al o a los otros.

El uso más efectivo y seguro es para espacios no demasiado distantes, y dentro de un marco geológico que puede asimilarse de alguna manera. Su confiablidad decrece con la distancia de aplicación y cuanto más variabilidad aparece en las condiciones de la litología.

¿Qué es una variable proxy y cómo podría aplicarse aquí?

Estadísticamente se define una variable proxy como una medida cuyo verdadero interés reside en que puede ser el puente o vector para obtener otras medidas más importantes. Eso es posible porque la variable proxy tiene fuerte correlación, (no necesariamente lineal ni positiva) con el valor que permite inferir.

¿Qué proxis se utilizan en la correlación?

Los más frecuentes son:

• Dendrocronología: es la disciplina que analiza los anillos de crecimiento de los árboles, que al ser anuales permiten en su recuento establecer la duración de los períodos de biostasia en un sitio dado. Por supuesto sólo puede establecerse el tiempo mínimo de dicha duración, porque no necesariamente cada árbol ha comenzado a crecer cuando se instaló la biostasia en una región dada. No obstante permite indicar que ese momento del ciclo duró al menos el tiempo que los anillos indican. Si además hay un evento datado que puso fin a la vida del árbol en cuestión, supongamos algo como una gran creciente, un incendio forestal, o una deforestación para urbanizar, puede establecerse cuánto fue el tiempo mínimo que duraron las condiciones previas al acontecimiento conocido. Como además el espesor de cada anillo y su coloración dan pistas sobre las condiciones del medio, los anillos de los árboles prestan una gran utilidad como proxis climáticos.
• Interpretación de varves: Los varves son estructuras diamícticas, es decir que están constituidas por pares de estratos o láminas de depósito estacional en este caso. Si los varves son glariarios responden a los pares verano-invierno; y si son de regiones semidesérticas corresponden a la alternancia de temporadas secas y húmedas. En el caso de los glaciales, durante las estaciones frías, los sedimentos gruesos quedan retenidos en el hielo, mientras que el deshielo del estío aporta materiales gruesos arrastrados por las corrientes fluiviovlaciales, lo que da una estratificación perfectamente reconocible. Normalmente la depositación se produce en los lagos periféricos, y su análisis, no solamente al contarlos sino que- como en el caso de los anillos de los árboles- reconocer sus propiedades de color, textura, espesor, composición mineral, etc., permite reconstruir paleoambientes. Paleoambientes similares son herramientas útiles en la correlación de la que venimos hablando. Cuando hablemos de edades absolutas veremos que además los núcleos de hielo permiten ciertas técnicas de datación. Pero todavía no es el momento de hablar de eso.
• Interpretación de los corales. En este caso se usa el ciclo diario de formación de los anillos de crecimiento, con aplicación sobre todo para estimar la duración de intervalos climáticamente aptos para su proliferación, pero tiene otras aplicaciones tan interesantes que hablaremos de ellos nuevamente en otro post más adelante.

¿Qué es un horizonte guía y qué utilidad presta como reloj geológico?

Si bien es un elemento clave en la correlación, no lo incluyo como proxy porque este último concepto es estadístico, y los estratos guía son un aporte cualitativo más que cuantitativo, aunque según veremos algunas veces aporta algún límite muy concreto y de edad conocida.

Existen determinados estratos, capas o grupo de estratos que ostentan propiedades muy reconocibles y características, ya sea por el espesor, composición, textura, color, tenacidad, etc., que pueden coniderarse como similares cuando se los encuentra en afloramientos diferentes y permiten establecer la edad aproximada de uno de ellos si el otro ha sido datado en otra locación.

A veces, aun cuando ninguno haya sido sometido a datación, su utilidad pasa por el hecho de ser claramente atribuibles a un evento de fecha cierta, como una erupción volcánica reciente o registrada históricamente con fecha de ocurrencia. En tal caso, lo que está por debajo es » anterior a», y lo que queda por encima es obviamente posterior.

Otro tanto ocurre con las capas de una inundación de fecha conocida o de una corriente de barro, entre otros eventos de rápida ocurrencia.

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Un abrazo y hasta el miércoles. Graciela.

P.S.: La imagen que ilustra el post es de Chiche Ojeda – Trabajo propio, CC BY-SA 4.0,

Tomado de Khan (ver Bibliografía)

Así como en su momento les conté acerca de otra teoría (Deriva continental según Wegener) que resultó ser el gran antecedente del actual paradigma, hoy voy a agregar otra que también aportó lo suyo, y que fue junto con la anteriormente mencionada, reformulada de manera que respondiera al nuevo conocimiento, eliminando de ella los conceptos obsoletos y erróneos.

Se conservan no obstante suficientes elementos de esa vieja teoría como para que sea necesario conocerla. De hecho, más adelante volveremos a revisarla desde otros puntos de vista por la importancia de su aporte para explicar este sistema tan complejo.

Estoy hablando de la Teoría de Convección en el manto.

¿Qué pretendía originalmente explicar la teoría de Convección en el Manto?

Si bien hoy resuelve, en parte al menos, otra pregunta diferente, en el momento de su generación pretendía explicar por sí misma todo el mecanismo de generación de cadenas montañosas. No estaba muy equivocada, aunque requería los ajustes que veremos en parte hoy, y en parte cuando avancemos un poco más en la comprensión del modelo completo de la Tectónica de Placas.

¿Cuándo fue formulada por primera vez, y quién la expresó en su forma completa?

El germen de la teoría aparecía hace más de un siglo en trabajos desperdigados y casi siempre desechados en su origen mismo. No obstante, hacia los locos años 20 (Siglo XX) Vening Meinesz recopiló y organizó esas ideas dispersas, y formuló la teoría en su primera aproximación, intentando con ella explicar las anomalías gravimétricas que observaba durante sus viajes en submarino, por zonas próximas a fosas marginales de los arcos islas de India Oriental.

Él especulaba que en las zonas de convergencia de células convectivas adyacentes (ya lo vamos a ir aclarando, tranquilos), se producía un descenso de material, que llevaba hacia abajo algo del fondo cortical menos denso, al que se denominó tectógeno y que justificaba el déficit gravimétrico observado.

Ya más adelante, en 1939, Griggs llevó a cabo uno de los primeros experimentos de laboratorio que intentaron replicar un modelo de escala global. Es el que se ve en la figura que ilustra este post, y sobre él fundamentó su teoría Holmes.

Paso a contarles brevemente cómo funcionaba el experimento:

Por supuesto el experimento requirió varias aproximaciones previas, a los fines de ajustar un artefacto que reprodujera en escala, las relaciones de espesor y densidad relativas de la corteza superficial y el manto profundo.

Para ello utilizó en el ensayo final, un gran tanque en el que la corteza estaba representada por una mezcla de arena y aceite pesado. Las características del manto se reprodujeron con una mezcla vítrea y viscosa. Las corrientes convectivas (que defino más abajo) se representaron con grandes cilindros en rotación.

En este ensayo, se demostró que el material representativo de la corteza, descendía allí donde las células convectivas se enfrentan entre sí, generando una especie de raíz liviana que por su propia densidad tiende luego a volver a ascender, inclusive elevándose más que la superficie circundante.

Estos resultados fueron utilizados en la interpretación de Holmes que explicó la orogénesis como les cuento en seguida.

¿Qué postula la Convección en el manto?

La base misma de la teoría requiere que el material del manto tenga cierta movilidad, y si bien este tema será tratado en detalle en varios futuros posts, les adelanto que tal cosa es posible.

La causa de la movilización fue atribuida en este modelo de Holmes a las inohomogeneidades térmicas. Asumiendo que la zona más próxima al núcleo está más caliente, su tendencia es a dilatarse y perder por ende su densidad. Recuerden que la densidad es igual a la masa sobre el volumen, y en la dilatación éste crece, de modo que el cociente es menor, y por ende el material resulta menos denso. Por esa razón tiende a flotar, ascendiendo hacia zonas más frías donde recupera su densidad y vuelve a hundirse generando ciclos en los que las células convectivas fueron idealizadas como se ve en la figura de la izquierda, donde el movimiento del material está esquematizado en las flechas del dibujo.

Ahora observen este nuevo gráfico y relaciónenlo con el experimento ya mencionado. Vean cómo en los bordes de la figura, se genera la raíz (a la que se dio en llamar tectógeno en este modelo) allí donde convergen dos células convectivas, con movimientos enfrentados. Raíz que luego ascendería formando las cordilleras. En el centro del dibujo se ven en cambio células de movimiento opuesto que «tironean» el fondo cortical en direcciones divergentes, hasta romperlo, dejando tras de sí remanentes que en esta teoría daban cuenta de la presencia de islas y dorsales oceánicas.

¿Qué permanece de esta teoría en el seno de la Tectónica Global?

Como ya les adelanté más arriba, esta teoría no fue desechada totalmente, sino que se incorporó como parte del paradigma vigente, que implica un modelo mucho más amplio y complejo. En otras palabras, la tectónica de placas y la convección en el manto forman parte del mismo sistema, al que todavía vamos a agregar algunos otros aportes en nuevos encuentros.

Lo que aportó este subsistema se puede resumir como sigue:

• El flujo convectivo profundo existe, y es en gran medida la fuerza impulsora subyacente en el movimiento de las placas.
• Las placas oceánicas (más pesadas) son las que descienden en el proceso conocido como subducción y las que conducen los materiales enfriados, nuevamente hacia abajo.
• La rama ascendente de la convección, portadora de rocas calientes, normalmente fundidas, da lugar a las dorsales oceánicas, y las plumas calientes que generan arcos islas.
• Los movimientos de las placas terrestres, responden en definitiva a desigual distribución del calor en el interior de la Tierra, tal como preconizaba este modelo de la convección.

Por cierto restan todavía muchas incógnitas, y hay diversas opiniones al respecto, pero volveremos sobre ellas como corolario de la Tectónica Global, cuando tengamos las cosas bastante más claras.

Lo que de plano se rechaza es la explicación de las dorsales como remanentes de una corteza continental separada en dos por la tracción de las corrientes convectivas. Pero ya hablaremos también de eso.

Bibliografía consultada.

• Holmes A. 1952. Geología Física. Ed. Omega S. A. Barcelona. España. 512 págs.
• Khan, M.A. 1980. Geología Global. Editorial Paraninfo. Madrid. ISBN 84-283-1047-5. 202 págs.
• Tarbuck, E. J. y F. K. Lutgens.1999. «Ciencias de la Tierra». Prentice Hall, Madrid. 616 págs.

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Un abrazo y hasta el miércoles. Graciela.

P.S.: La imagen que ilustra el post es de Holmes (ver Bibliografía)

La figura 1 es de Khan, mencionado en bibliografía.

El lunes pasado les pedí que repasaran algunos temas porque vamos a ir metiéndonos de lleno en la Tectónica Global o de placas. A ello vamos hoy, pero como les señalé el lunes, en caso de que no lo hayan hecho ya, les recomiendo ir a repasar esos tópicos previos antes de internarse en el de hoy.

¿Qué se entiende por Tectónica de placas?

Comencemos por decir que el término «Tectónica» alude al estudio de la deformación de los materiales terrestres, y de las estructuras resultantes de esa deformación.

Cuando se especifica «Tectónica de placas», ya se está hablando de esas estructuras y deformaciones a nivel de todo el planeta, por eso se la conoce también como «Tectónica Global», y constituye hoy el paradigma vigente que permite explicar la mayor parte de los hechos geológicos que se registran, tal como se señaló en uno de los posts que debían repasar.

En esencia, el modelo de tectónica de placas asume que la litósfera (lithos:
piedra; sphere:
esfera) se encuentra fragmentada en un cierto número de grandes placas, que sufren desplazamientos relativos, generan eventos geológicos de gran magnitud, y modifican continua pero lentamente su tamaño y forma.

Es importante señalar que esas placas se mueven como unidades coherentes en relación con todas las demás placas, de tal modo que los puntos situados sobre la misma placa conservan su distancia casi sin cambio alguno, mientras  que la distancia entre sitios aposentados en placas diferentes cambia progresivamente.

Esto estaría indicando una relativa estabilidad en el interior de las placas, y una dinámica de cambios a veces dramáticos en los bordes y contactos entre ellas. No obstante, ya veremos en algunos posts futuros que hay también teorías enmarcadas en el modelo general que pueden explicar los eventos y deformaciones que acontecen en el interior de las placas, alejados de sus límites.

¿Cuántas y cuáles son las placas mayores en que se divide superficialmente la Tierra?

Lo primero que debo aclararles es que no hay acuerdo total entre todos los científicos con relación al número y nombre de las placas, ya que algunos consideran que algunas divisiones no están debidamente comprobadas. Lo que les presento a continuación es el esquema con mayor aceptación.

Según él, hay 7 placas mayores, 8 intermedias y 42 menores. La suma de las mayores e intermedias puede verse en la figura que ilustra el post.

Las siete placas principales o mayores son:

1. Placa Norteamericana.
2. Placa Sudamericana.
3. Placa del Pacífico, que es la de mayor tamaño.
4. Placa Africana.
5. Placa Euroasiática.
6. Placa Australiana.
7. Placa Antártica.

¿Cuántas y cuáles son las placas intermedias?

Las ocho intermedias son:

1. Placa Caribeña.
2. Placa de Nazca.
3. Placa Filipina.
4. Placa Arábiga.
5. Placa de Cocos.
6. Placa de India.
7. Placa de Scotia o Escocesa.
8. Placa de Juan de Fuca.

Debido a que he separado las mayores de las intermedias, que aparecen juntas en el mapa, los números de mi lista no son coincidentes con los del dibujo,

¿Cuántas y cuáles son las placas menores?

El número de placas menores cambia según los autores que se sigan, desde una docena hasta más de 40. La discusión permanece, y algunos asumen que en realidad algunas de las que se mencionan serían terranes (concepto que develaremos más adelante). Yo les presento el listado más completo posible, porque más vale que sobre y no que falte ;D .

1. Placa Amuria
2. Placa Apuliana o Adriática
3. Placa Cabeza de Pájaro o Doberai
4. Placa de Altiplano
5. Placa de Anatolia
6. Placa de Birmania
7. Placa de Bismarck del Norte
8. Placa de Bismarck del Sur
9. Placa de Chiloé
10. Placa de Futuna
11. Placa de Gorda
12. Placa de Juan Fernández
13. Placa de Kermadec
14. Placa de Manus
15. Placa de Maoke
16. Placa de Nubia
17. Placa de Ojotsk
18. Placa de Okinawa
19. Placa de Panamá
20. Placa de Pascua
21. Placa de Sandwich
22. Placa de Shetland
23. Placa de Timor
24. Placa de Tonga
25. Placa de la Sonda
26. Placa de las Carolinas
27. Placa de las Marianas
28. Placa de las Nuevas Hébridas
29. Placa de los Andes del Norte
30. Placa del Arrecife de Balmoral
31. Placa del Arrecife de Conway
32. Placa del Explorador
33. Placa del Mar de Banda
34. Placa del Mar Egeo o Helénica
35. Placa del Mar de las Molucas
36. Placa del Mar de Salomón
37. Placa Iraní
38. Placa Niuafo’ou
39. Placa Rivera
40. Placa Somalí
41. Placa Woodlark
42. Placa Yangtze

¿Qué características generales tienen esas placas?

Como ya les señalé al hablar de la Teoría de Deriva de Continentes, la principal diferencia con el paradigma actual era precisamente suponer que los desplazamientos de grandes masas correspondían siempre a continentes moviéndose sobre los fondos oceánicos.

Hoy sabemos que las placas móviles son en realidad porciones litosféricas que pueden o no llevar un «pasajero» continental. De hecho, ya que ninguna de las placas mayores o intermedias tienen límites coincidentes con los bordes de un continente, podría considerarse que los dos tipos de placas son las puramente oceánicas, como la Pacífica, o la de Cocos entre otras; y las mixtas, como la Sudamericana, que tienen tanto corteza continental como corteza oceánica.

Recordemos que la corteza oceánica es más pesada y está dominantemente conformada por rocas ricas en Silicio y Magnesio, por lo que se la suele llamar corteza simaica, mientras que la corteza continental es más liviana, y conocida como siálica por el quimismo de sus rocas en el que predominan el Silicio y el Aluminio.

¿Qué son los terranes?

Los terranes, cuya denominación completa es «terranes tectonoestratigráficos», son fragmentos de material cortical o litosférico arrancado de una placa y emplazado por acreción en otra diferente, a la que suele unirse a través de una zona de fallamiento. Cada terrane mantiene la identidad geológica que la hace semejante a la placa de origen, y perfectamente distinguible de los terrenos que pasan a rodearla luego de su unión a la placa de destino.

Verán que he escrito más arriba «fragmento cortical o litosférico», porque los terranes pueden no desprenderse en todo el espesor de la placa original.  Cuando hayamos avnzado un poco más en la Tectónica marco, volveremos a hablar de los terranes; por ahora señalemos que se cuentan por decenas los sitios que se han postulado como terranes, sin que todos ellos hayan alcanzado el consenso de todos los investigadores.

El concepto mismo de terranes surgió en la segunda mitad del siglo pasado, en la década de los setenta, a partir de estudios del complicado patrón imperante en la Cordillera Pacífica del borde orogénico de Norteamérica. Pero como ya les dije, volveremos sobre esto más adelante.

Por ahora digamos que existen decenas de emplazamientos que se han considerado como terranes, no sin que haya polémicas al respecto. Se ha llegado a decir que el concepto de terrane es usado cada vez que algún investigador carece de explicaciones para las características litológicas y estructurales de un territorio medianamente marginal.

¿A qué profundidad está el límite de despegue y desplazamiento tangencial de las placas?

En principio hay un consenso generalizado acerca de que la superficie horizontal de despegue ocurre en la interfase litósfera – astenósfera (asthenos: débil, y sphere:
esfera), ya que allí las rocas se encuentran en entornos de presión y temperatura muy próximos a los requeridos para su fusión, por lo cual su comportamiento es muy dúctil y permite el movimiento de la litósfera sobre ella.

Esto significaría que la superficie de despegue sería a una profundidad de alrededor de 100 km. No obstante, también hay aquí alguna polémica, ya que algunos estudios han señalado que la astenósfera no es una capa continua, y hasta hay lugares en los que no ha sido detectada, de allí que su papel en la deriva de las placas podría estar siendo sobrevalorado. Pero también de esto volveremos a hablar cuando tengamos más clara toda la dinámica de la Tectónica de Placas.

¿Cómo se reconocen los límites de las placas?

Que las placas se desplazan es algo largamente probado, y eso lo pueden volver a leer en uno de los posts que tenían que repasar para hoy, pero aquí la pregunta es otra. Lo que queremos saber es por qué se colocan los límites entre placas en determinados lugares y no en otros.

Básicamente por la distribución global de los terremotos, que se atribuye a la existencia de líneas de debilidad planetaria, que muy bien pueden considerarse como bordes de placa; por análisis paleomagnéticos; por la posición de las cadenas de islas y su relación con el vulcanismo; por la diferencia entre distancias de puntos en placas diferentes, contrastada con la distancia constante de localidades en la misma placa, etc.

Cuando hablemos de los movimientos de las placas, sus direcciones y mediciones de velocidad, este punto se verá mucho más completo.

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Un abrazo y hasta el miércoles. Graciela.

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