Locos por la Geología

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Como este tema da muchísimo para hablar, lo venimos desarrollando paso a paso, y hoy vamos a avanzar un poquito sobre otra de las formas posibles de contacto entre placas adyacentes.

En este caso serán bordes convergentes o de destrucción. Pero como ya hemos visto en otro post, este tipo de contactos puede presentarse de tres formas diferentes según el carácter de las placas involucradas a uno y otro lado de la línea de convergencia.

Hoy hablaremos del caso particular de contacto entre dos placas oceánicas.

¿Qué característica general comparten los contactos convergentes?

Como ya lo indica el nombre, este tipo de contactos implica la «destrucción» de material litosférico, que inicia un proceso complejo del que hablaremos en seguida, pero que básicamente compensa la «creación» de material que tiene lugar en los bordes divergentes de los que ya hemos hablado en otro post.

Este nuevo paradigma logró resolver el problema que hemos señalado también en otro momento, de explicar la relativa invariabilidad en la extensión de la superficie terrestre, pese a ese continuo surgimiento de nuevos materiales en las dorsales oceánicas.

En resumen, el material que en un lado se suma, en otra parte se consume en un ciclo que algunos asimilan a una cinta transportadora sin fin. Algunas aclaraciones al respecto ya hemos adelantado también antes.

¿Qué pasa cuando las dos placas convergentes son oceánicas?

Comencemos por recordar algo que ya conocemos: la composición dominantemente de Silicio y Magnesio de las rocas de los fondos oceánicos. Hablamos pues de materiales densos que pueden por ende volver a hundirse en dirección al manto subyacente.

Así es que cuando convergen dos placas oceánicas, una de ellas desciende por debajo de la otra, generando lo que se denomina «subducción».

Cabe preguntarse cuál de ambas permanece en superficie y cuál se hunde en cambio hacia el manto. Esto depende de la densidad y la velocidad fundamentalmente. Si hay diferencias litológicas desciende la más densa- que generalmente es también la más antigua- por debajo de la más ligera. En caso de haber escasas diferencias en ese aspecto, es la que se mueve con más velocidad la que se subduce.

El ingreso hacia el manto se produce según un cierto ángulo que es más empinado cuanto mayor es la velocidad de descenso, y que define un plano teórico a lo largo del cual se manifiesta mayor densidad de eventos sísmicos y que se conoce como Zona de Benioff, de la cual hablaré en un post específico porque es un tema muy jugoso.

A su vez, cuanto más bajo es el ángulo de descenso, por más extensión horizontal se notan los efectos de la subducción, tal como ya expliqué en otra oportunidad.

¿Qué efectos tienen lugar en profundidad?

Ya dijimos que la placa oceánica que subduce va ingresando según un cierto ángulo- tal como se ve en la figura- hasta alcanzar en algún momento la astenósfera o mayores profundidades mantélicas.

Por supuesto, una vez que esa corteza oceánica, que además es portadora de los sedimentos que se han ido depositando en los fondos marinos, llega a cierta profundidad se encuentra con un entorno de temperaturas en ascenso, tal como les expliqué en otro post.

Eventualmente ese aumento de temperatura será suficiente para provocar fusión en el material en descenso. A este efecto se suma el agua sobrecalentada, que por la misma presión a que la mayor profundidad somete a la placa en descenso, es expulsada y asciende hasta provocar también fusión en la roca de la porción sobreyacente del manto.

En este contexto, se inician procesos de efusión y generarión de volcanes desde el propio fondo oceánico. Ya veremos más abajo que algunos volcanes llegan a emerger, pero sigamos ahora con los efectos en profundidad.

Si observan el esquema que ilustra el post, verán que la placa que permanece en superficie, es en cierta medida arrastrada hacia abajo en su borde por la placa subducente, lo cual genera un espacio negativo del fondo oceánico que se conoce como fosa, que puede alcanzar grandes profundidades, y se sitúa a cierta distancia de los volcanes submarinos.

En definitiva, todo el sistema se conforma con: una placa en subducción, una placa que permanece emergida (ambas oceánicas), una fosa o complejo de fosas, y un alineamiento de volcanes submarinos que pueden o no alcanzar la superficie.

¿Cómo se manifiesta en superficie el contacto subductivo entre dos placas oceánicas?

Por supuesto, hay una continuidad entre los fenómenos profundos y su manifestación superficial, de modo que dividirlos aquí es bastante artificial y sólo sirve para ordenar las explicaciones, ya que todo forma parte del mismo sistema complejo.

Esas efusiones en el fondo oceánico, van construyendo en algunos sitios estructuras volcánicas que conforman verdaderas cadenas, algunos de cuyos picos emergen como islas. Dichas islas suelen estar separadas entre sí por algunas decenas de kilómetros, y las cadenas que constituyen pueden abarcar centenares de kilómetros de ancho.

Debido a la forma que afectan estas sucesiones de islas, reciben la denominación de «arco de islas volcánicas», o sencillamente «arco de islas». Su posición es normalmente próxima a la fosa que forma parte del mismo sistema. Así es que las fosas más profundas, como las de Mariana y Tonga tienen sus correspondientes arcos isla homónimos.

Casi todos los arcos de islas están en el Pacífico occidental, donde la corteza que subduce es relativamente antigua y densa, lo que le permite descender fácilmente en el manto, con un ángulo de descenso muy elevado, que llega a aproximarse a los 90 grados. Ese alto ángulo hace menos habitual la sismicidad, ya que la energía se disipa en el descenso más expedito.

En el Océano Atlántico sólo hay dos arcos de islas volcánicas: el de las Antillas Menores adyacente al mar Caribe, y el de las Sandwich del Sur.

En cuanto a las fosas mismas se contabilizan veinte, la mayoría en los bordes de la cuenca del Pacífico, que presentan una longitud de hasta 4.000 km, y un ancho de aproximadamente 100.

¿Se puede agregar algo más?

¿Algo? Mucho, en realidad, por lo que habrá otros muchos posts en los que iré revelando más detalles, matices, objeciones, discrepancias, etc. etc. pero aquí es interesante apuntar un par de detalles sobre la litología.

En general puede decirse que las rocas resultantes del vulcanismo en los fondos oceánicos tiende a presentar bajo contenido de sílice, ya que procede de los materiales fundidos de placas simaicas, con lo que las litologías son básicas, o eventualmente mesosilíceas si se va produciendo algún fenómeno de diferenciación magmática. Tampoco puede desestimarse una petrología más compleja si hay asimilación de materiales del manto sobreyacente y de los sedimentos que descienden con la placa en subducción.

No podemos cerrar el tema de hoy sin hacer notar que dos placas oceánicas enfrentadas, una de las cuales subduce implican necesariamente un relativo «cierre» de la cuenca oceánica, con lo que se acorta la distancia entre el borde de una de las placas oceánicas (la pasiva) y el continente que se desplaza como «pasajero» de la que se subduce, en caso de existir, claro, ese eventual pasajero. Esto, en miles o millones de años cambiará el carácter del contacto, que puede en algún momento pasar a ser un contacto subductivo entre placa continental y océanica, y no ya entre dos placas oceánicas.

Cómo serán los procesos en esta nueva situación será motivo del próximo post sobre el tema» contactos entre placas». Aclaro que no será necesariamente la próxima semana porque no quiero convertir este diálogo nuestro en un libro de texto, sino en algo variado y que nos vaya sorprendiendo cada vez.

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Un abrazo y hasta el miércoles. Graciela. P.S.: La imagen que ilustra el post es de este sitio.

En un post anterior, cuando les expliqué la hipótesis de la Expansión de la Tierra, les dije que una parte de ella se había incorporado, a través de otra teoría posterior, al gran paradigma hoy vigente de Tectónica Global o de Placas.

De esa teoría cuya modificación había podido salvar los escollos que la anterior tenía, vamos a hablar hoy. Se trata, como habrán leído en el título, de la Teoría de Expansión del Fondo Oceánico.

¿Quién elaboró esta teoría?

Fueron dos los geólogos que la enunciaron, en un intento de explicar las peculiaridades del fondo oceánico y su origen. Ellos eran Harry Hamond Hess y Robert Sinclair Dietz- ambos estadounidenses- quienes a través de sus publicaciones de los años 1960, 1961 y 1962, escritas casi en simultáneo pero independientemente, dieron forma al postulado que habría de explicar fenómenos que no se habían comprendido hasta ese momento.

No voy a abundar sobre los autores aquí, porque ambos merecerán más adelante posts en la categoría «Geólogos destacados», del blog.

¿Qué se enuncia en la Teoría de expansión del fondo oceánico?

Les recomiendo antes de adentrarse en este tema, repasar un post para tener presente cómo es el relieve del fondo marino, y partir dede allí con una base de conocimiento un poco más sólida. También les conviene leer el post en el que hicimos una introducción al concepto de convección en el manto.  Y ahora dando esas bases por sabidas, vamos a lo nuestro de hoy.

Mientras que en la anterior teoría de Wegener se asumía que los continentes se desplazaban sobre el fondo marino, al saberse que tanto los fondos siálicos (continentales) como los simaicos (oceánicos) son rígidos, debió buscarse otra interfase más favorable para un desplazamiento, y ella fue la interfase litósfera- astenósfera, aunque en el futuro veremos también algunos temas no resueltos del todo alli.

Pero asumiendo que la astenósfera tiene la suficiente plasticidad como para que en ella las corrientes convectivas generen desplazamientos, se reconoce también que son esos movimientos quienes arrastran la corteza sobreyacente.

Ahora vayamos a ver qué pasa con las corrientes convectivas que les dije que fueran a repasar. Allí donde divergen las corrientes que componen dos núcleos convectivos adyacentes, se producen dos fenómenos clave: uno es mecánicamente tensional, pues los fondos litosféricos son arrastrados en direcciones opuestas; el otro es un calentamiento de la base por el ascenso de flujos de calor desde el manto profundo.

Ese calentamiento dilata el material, con lo que disminuye su densidad, y tal como lo predice la isostasia (que temabién deberían repasar), tiende a elevarse con lo que el área sobrecalentada forma inicialmente un domo, es decir un territorio convexo que a lo largo del proceso comienza a fracturarse, en sistemas de fallas que se conocen como rifts.

Más adelante, en otros posts veremos que esos rifts suelen dividirse en tres segmentos en lo que se conoce como «hotspots», «puntos calientes» o «uniones triples» entre placas, porque ya estamos hablando de una litósfera fragmentada en placas, pero eso ya es otro tema.

Ahora volvamos al territorio ya fracturado que se va separando, y dando paso a la salida de magmas, generalmente en efusiones submarinas que son las responsables- junto con el levantamiento isostático mencionado- de la existencia de dorsales oceánicas. En esas mismas dorsales, desde el eje, se liberan en modo prácticamente constante, materiales ígneos procedentes del manto.

Esos nuevos materiales son en definitiva los generadores de nueva corteza oceánica o suelo oceánico, si prefieren, que empuja hacia los lados los materiales más viejos, causando la expansión de los océanos, cuyos fondos se desplazan con una velocidad  que es igual a uno y otro lado de la dorsal, pero variable entre un océano y otro.

Se estima que en el Atlántico Norte, la velocidad de expansión es de 2 cm por año: en el Atlántico sur sería de alrededor de 3 cm; y de 6 a 10, en el Pacífico.

Siguiendo a su vez el recorrido de las corrientes convectivas, allí donde convergen dos núcleos adyacentes, el que carga material más denso (el que sustenta fondos oceánicos) se hunde bajo el más liviano, devolviendo material al manto para cerrar el ciclo.

Ya veremos en detalle qué pasa en cada caso, según las características de las diversas placas en contacto, en un post no muy lejano en el futuro. Por hoy, hemos explicado nuestro punto: la expansión del fondo oceánico.

¿Cuáles fueron las objeciones a la teoría de expansión de la Tierra que esta nueva explicación pudo superar?

Básicamente se resolvieron las dos objeciones principales de las que les hablé en el post sobre su teoría antecesora, la de expansión de la Tierra. Dicha teoría no podía explicar el tamaño actual de la Tierra que según sus predicciones debía ser mucho mayor que el medido. Esta nueva teoría proveyó la explicación, al señalar que en otros lugares del planeta, la nueva corteza volvía a consumirse, explicando el déficit de volumen respecto a lo supuesto en la hipótesis previa.

Por otra parte, si toda la Tierra se expandiera, no habría lugar para comprender los fenómenos claramente producidos por contracción, cosa que la expansión del fondo oceánico no sólo no excluye, sino que además explica muy claramente.

¿Cuáles son las pruebas de su validez?

Seguramente estarán pensando : «todo muy lindo, pero ¿no será una simple especulación teórica incomprobable?» Y me parece muy bien que lo hagan, porque la ciencia exige pruebas.

Empecemos por los primeros indicios que observaron Hess y Dietz en sus respectivos trabajos:

• Los fondos oceánicos son más jóvenes que los continentes.
• Los fondos oceánicos son más jóvenes en el centro que en los bordes.
• Existen dorsales ubicadas en posiciones aproximadamente centrales en todos los grandes océanos.
• Los espesores de sedimentos coinciden a uno y otro lado de las dorsales de modo bastante simétrico.

No obstante, la coincidencia en los cambios de polaridad magnética fueron considerados como la prueba definitiva, aportada por los geólogos Frederick John Vine y Drummond Hoyle Matthews. Ellos establecieron que tal como se ve en la figura que ilustra el post, existe una distribución muy simétrica y regular, de las bandas de anomalías positivas y negativas.

Esa particularidad se había atribuido a una diferencia litológica, pero la realidad de las muestras extraídas en sondeos más recientes, negaron esa explicación.

Las muestras datadas a uno y otro lado de las dorsales demuestran que a edades iguales hay polaridad igual, esto sólo puede interpretarse como un suelo único depositado con una polaridad normal en un momento de la historia geológica. Un evento de ruptura y desplazamiento del suelo, debido a la irrupción de nuevos magmas, en tiempos de polaridad inversa generan otra vez bandas simétricas, pero esta vez de otra polaridad, Y así sucesivamente. Con esta nueva interpretación, se puede reconstruir todo el bandeamiento del fondo sin inconsistencias.

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Un abrazo y hasta el miércoles. Graciela.

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

Hoy les presento una buena descripción de los arrecifes en mares orientales, en tres párrafos seleccionados de la novela de Joseph Conrad «Con la soga al cuello» (The end of the tether).

La novela transcurre en los mares de Oriente, en los albores del Siglo pasado, y muy en el estilo Conrad, genera una atmósfera opresiva, pero con descripciones muy váidas de los paisajes involucrados.

He aquí los párrafos que he elegido para ustedes:

…Había llevado bien el rumbo, había cubierto esa distancia hasta que, puntualmente, las islas empezaban a emerger, una por una, con sus puntas rocosas, sus montes, y la nube de pájaros emitía sus gritos estridentes y crueles; el sonido de una escena familiar, parte viva de la tierra quebrada, del mar ancho, del alto cielo limpio…

… … …

…En días así, el resplandor del mar ocultaba los peligros que había a ambos lados del pasaje. Nada se movía bajo el poder aplastante de la luz, y ls islas rocosas, opacas en el sol, se reflejaban cabeza abajo en el agua lisa, como juguetes de ébano en un espejo. Pero al primer golpe de un vendaval, el archipiélago entero se cubría con la espuma de la rompiente, como en un estallido de vapor, y el agua clara hervía en todos los canales de entrada. El mar revuelto dibujaba, en un diseño de furiosa espuma, la vasta plataforma de aquel grupo de islas: un suelo sumergido, formado por desechos de la costa cercana, que proyectaba sus espuelas filosas bien adentro del canal, y que estaba erizado de bancos de piedra que tenían casi una milla de largo…

… … …

…una ligera brisa bastaba para arrancarle al mar su máscara serena…

Espero que más allá de ciertas imprecisiones geológicas, hayan sabido disfrutar esta joyita literaria. Un abrazo y hasta el próximo lunes, con un post científico. Graciela.

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