Locos por la Geología

Hoy continuamos con un tema tan sustancial para la comprensión cabal de toda la Tectónica Global o de Placas, que lo he dividido en tres partes que nos ocuparán por tres semanas consecutivas.

En  el primer post de esta serie, contesté ya las preguntas más básicas, a saber:

¿Qué movimientos de gran extensión areal explica la isostasia?

¿Qué se entiende por isostasia?

¿Cómo se reconoció la ocurrencia de este proceso?

En esta segunda parte retomamos, respondiendo a nuevas preguntas:

¿Qué teorías surgieron inicialmente para explicar el déficit de densidad que se estableció empíricamente?

La explicación general fue casi inmediata, hay menos densidad de la calculada, y por eso la fuerza resultante desvía la plomada según un ángulo menor del esperado, pero ¿dónde está la deficiencia de densidad? Eso es lo que distintos autores interpretaron de diferente manera, surgiendo así las dos grandes teorías que en un  primer momento compitieron entre sí: la de Pratt y la de Airy, que están representadas en el esquema que ilustra el post.

J. H. Pratt estimó que si las montañas tenían una influencia gravitacional deficitaria, podía deberse a que tuvieran un núcleo central hueco, o bien a que simplemente su densidad era menor que la de las áreas planas. Asumió así un modelo en el que había variaciones laterales de densidad, proporcionales a la altura de las masas involucradas, tal como se ve en la porción señalada con la letra A en el dibujo. Allí se ve que cuanto más alto es el relieve, menor densidad le atribuía Pratt.

En el lado B se observa la teoría de Airy. Según su hipótesis, hasta la profundidad teórica de equilibrio, aproximadamente situada a unos 100 km de profundidad, las masas montañosas, de material cortical menos denso, «flotan» en el manto, de alguna manera medianamente semejante a como lo harían trozos de madera de distinto espesor sumergidos en agua. Los más gruesos se hunden más y los más finos se hunden menos.

Mutatis mutandi, es decir cambiando lo que hay que cambiar, su conclusión fue que la corteza poco densa debería ser más gruesa, o internarse más profundamente debajo de las montañas que debajo de las regiones bajas adyacentes.

Usemos un ejemplo algo burdo pero que dejará bien en claro el fenómeno. Supongamos que vamos de compras al supermercado, y apilamos 10 productos de distintos precios, simulando las montañas. El volumen equivale al número de productos, mientras que sus precios representarán en el ejemplo, la densidad de esas masas montañosas.

Primero veamos por qué cambia la suma total a pagar (que sería la masa, ya que es el volumen por la densidad). Supongamos 10 productos que apilamos así:

6  de  1$ ——- 6$

3 de  2$——–6$

1 de  3$——–3$

Suma total= 15$,  equivalente en el ejemplo a la masa que ejerce atracción sobre la plomada.

Ahora conservemos el volumen (cantidad de productos= 10) pero cambiemos su densidad (precio) y ¿qué pasa?

7  de  1$ ——- 7$

2 de  2$——–4$

1 de  3$——–3$

Suma total =14$ Seguimos teniendo diez productos, pero su masa ha cambiado porque la densidad es lo diferente. Tenemos más materiales menos densos (o produtos más baratos) que antes, y la masa al ser menor, desviará menos a la plomada. Okey, explicamos por qué una montaña parece menos densa de lo esperado.  En los hechos tiene más volumen de menor densidad (7 productos contra 6 de antes) que en la idea teórica previa. Pero ¿qué pasa si comparamos masas de distinto volumen?

Probemos con menos productos, lo que dará una pila menor. Ya no podemos poner menos de un producto de la mayor densidad (3$) de modo que cambiaremos el resto.

5  de  1$ ——- 5$

2 de  2$——–4$

1 de  3$——–3$

Suma total= 12$. Se cumple el déficit de densidad, pero a través del mecanismo de tener un apilamiento poco denso bastante menor que la otra masa montañosa.

En otras palabras, las montañas más altas «hunden sus raíces poco densas más profundamente en el material más denso subyacente». Si volvemos  al ejemplo de los productos, la montaña más baja, de sólo 8 productos, en un apilamiento de apenas 5, encuentra antes el material más denso que está abajo. El apilamiento de 10 productos (montaña de más volumen), requiere una parva de 7 para alcanzar ese cambio. Ésas son sus raíces más profundas.

¿Se entendió?

¿Cuál de estas teorías sobrevive, y cómo se la puede explicar de manera sencilla?

Obviamente la de Airy, según la cual, los relieves más altos tienen una prolongación en profundidad, de más espesor que los relieves bajos. Es muy semejante a una balanza de platillos, en la que si hay más material, el platillo se hunde más; y se hunde menos si hay menos material en él. Es el principio de la isostasia: los relieves elevados generan una suerte de hundimiento en el material subyacente, mientras que en los más bajos ese efecto se atenúa. Ya veremos la semana próxima las consecuencias geológicas de este proceso.

¿Qué modificación se introdujo más tarde?

Hacia los años 50 del siglo pasado,Vening Meinesz desarrolló su modelo de isostasia regional o flexión litosférica, a partir de estudios realizados en los Himalayas. En ellos demostró que la raíz cortical era aún menor que lo que predecía la teoría de Airy. Según su modelo, la litosfera actúa en su conjunto como una placa elástica que distribuye las cargas topográficas sobre una región muy extensa, más que sobre las columnas individuales representadas por cada montaña. La modificación es válida, pero no afecta los principios básicos que permanecen como tales.

En el tercer post se verán los siguientes tópicos:

¿Puede demostrarse la teoría de Airy mediante cálculos reales?

¿Cómo pueden sintetizarse los conceptos básicos de la isostasia?

¿Qué consecuencias tiene la isostasia en la estructura general y la dinámica de la Tierra?

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Un abrazo y hasta el miércoles. Graciela.

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