Locos por la Geología

Entradas con la etiqueta ‘Tectónica global’

En nuestras charlas he abordado tantos y tan variados temas, que no termino de completar lo que deben saber sobre la Tectónica global o de placas, pero lentamente vamos construyendo ese conocimiento sobre basamento sólido.

Hoy hablaremos sobre la parte más básica de la teoría de Tectónica de placas o global.

¿Qué se entiende por Tectónica de placas?

Los postulados básicos de esta teoría son relativamente sencillos, una vez que se ha accedido a toda la información previa, que más abajo les señalo, y son fundamentalmente dos.

El primer postulado indica que grandes áreas de la superficie externa de la Tierra se comportan como placas rígidas de una esfera, que no sufren desplazamientos significativos al interior de sus límites. Esto quiere decir que si se miden por ejemplo las distancias entre dos o más ciudades ubicadas dentro de la misma placa, esas mediciones permanecerán casi completamente invariables a lo largo de miles de años. Alguna variación en las medidas puede ocurrir de resultas de deformaciones locales y de la isostasia, pero no será relevante en comparación con el modelo completo. Es una premisa importante, y se complementa con la siguiente.

El segundo postulado expresa que cada una de las placas que componen la superficie del planeta se está moviendo en relación con las demás, según trayectorias complejas y con velocidades diferentes y ligeramente variables, lo cual da lugar a la construcción del relieve terrestre, y genera procesos muchas veces espectaculares, como algunos sismos y eventos volcánicos.

Ya en un post anterior les he señalado cómo esta Teoría tan abarcativa aporta explicaciones para una multiplicidad de características del planeta y de su historia y comportamiento. Les recomiendo ir a leer ese post.

Un detalle que no debe olvidarse es que los límites entre placas no se corresponden con los límites continentales, de modo que una placa puede ser enteramente oceánica, dominantemente continental o presentar una combinación de ambas situaciones. En los hechos, ninguna de las placas mayores es enteramente continental, pero sí habría algunas placas entre las menores que tendrían ese carácter.

En ningún caso debe confundirse deriva de placas con deriva de continentes, ya que esa vieja teoría ya fue desechada.

¿Qué se discute aún sobre la configuración de las placas?

Como ocurre con todo sistema complejo, no se termina de conocer en todos sus detalles, y sigue existiendo diversidad de posturas alrededor de algunos puntos, si bien nada contradice el cuadro general ya aceptado por la ciencia.

Pero ya que hay algunas controversias, es bueno señalar que eso forma parte del carácter mismo de la ciencia, y que siempre se debe estar listo para revisar lo que se conoce, a la luz de cada nuevo hallazgo.

Lo que se sigue revisando continuamente, y a veces va y viene de modo casi pendular se resume en los siguientes puntos sobresalientes:

• La profundidad de despegue de las placas superficiales. Inicialmente se hablaba de placas corticales, asumiendo que la superficie de separación era entre la corteza y el manto que la subyace. Más adelante, el reconocimiento de la existencia de la astenósfera, colocó el límite inferior de las placas, precisamente sobre ésta, es decir que se consideraron entonces placas litosféricas derivando sobre la astenósfera. Pero luego, al descubrirse que la astenósfera parecía estar ausente en algunas lugares, sin que por ello se imposibilitara el desplazamiento de las placas, algunos autores comenzaron a despreciar la importancia de esa capa más débil, y volvieron a referirse a placas corticales en lugar de litosféricas. Sigue siendo materia de opinión.
• El número mismo de las placas menores se discute todavía. Si bien las placas mayores son unánimemente reconocidas, no hay certeza acerca de las de menor tamaño, que podrían no estar todavía perfectamente contabilizadas. Nuevos descubrimientos reconfiguran sus formas, tamaños y límites.
• El carácter de los límites en determinados segmentos de los contactos entre placas tampoco es una discusión cerrada.

¿Qué teorías anteriores- debidamente corregidas – aportaron información a esta visión integradora?

Ya lo hemos adelantado en cada uno de los posts en que hablamos específicamente de cada una de ellas, pero conviene recordar en un pequeño listado cuáles fueron esos antecedentes, en su momento tan criticados por lo novedosos, y hoy revalorizados como los avances necesarios que en realidad fueron, en el camino hacia la construcción del paradigma hoy vigente.

En cada mención les pongo el link para que vayan a repasar los conceptos involucrados.

• Teoría de la deriva continental, de Wegener.
• Teoría de convección en el manto.
• Teoria de la expansión del fondo oceánico.

¿Cuáles son los nudos centrales de este paradigma?

Para decirlo en pocas palabras, además de los postulados básicos presentados arriba, los nudos centrales son los contactos entre las placas. Es allí donde la gran mayoría de las explicaciones del relieve terrestre y los procesos involucrados en sus cambios mayores se hacen comprensibles y es por lo tanto necesario analizar dichos contactos de manera un poco más detallada, lo que haré en sendos posts que iré subiendo próximamente.

Si este post les ha gustado como para llevarlo a su blog, o a la red social, por favor, mencionen la fuente porque esta página está registrada con IBSN 04-10-1952-01.

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

Hace algún tiempo vengo subiendo posts en los que revisamos juntos las diversas hipótesis que sumaron sus observaciones al que luego sería el paradigma hoy vigente: La Teoría de Tectónica de placas o Tectónica Global.

Algunas de esas hipótesis fueron prácticamente descartadas, mientras que otras, una vez depuradas de sus errores, encontraron un lugar dentro del paradigma, que es sin embargo mucho más complejo y abarcativo que cualquiera de ellas aisladamente.

Veremos hoy la Teoría de convección en el manto.

¿Qué antecedentes reconoce esta teoría?

Hace más de cien años que se impulsó la idea de que los materiales terrestres profundos, dotados de cierta viscosidad se movilizaban en ascensos y descensos provocados por el cambio de densidad resultante de diferencias térmicas, de manera semejante a como lo hacen los gases y los líquidos, y como ya he explicado en un post relacionado con el clima. Su reinterpretación como proceso generador de relieves dio nacimiento a la teoría que hoy nos ocupa.  

¿De qué observaciones se partió para esa interpretación?

Hacia la década del 20, Vening Meinesz, estando a bordo de un submarino, observó anomalías gravimétricas en la región de fosas oceánicas de las Indias orientales.

Asumiendo el modelo de células convectivas, postuló que dos células adyacentes y convergentes podrían estar arrastrando hacia abajo el material liviano de la corteza (constituyendo lo que llamó «raíz»), que provocaría el déficit gravitacional y constituiría un «tectógeno», ya que su propia densidad tendería a elevarlo más tarde, según veremos en seguida.

¿Qué experimento validó las primeras observaciones?

En la Figura 1 se observa la prueba experimental que realizó Griggs en 1939, y que fue además una de las primeras en la historia de la evolución de la ciencia geológica.

Como se ve en la figura, hay una corteza, simulada por una mezcla de arena y aceite, que flota sobre un cuerpo de agua viscosa que representa el manto. La relación de densidades es comparable a la que existe entre las geosferas reales. Las corrientes convectivas se simulan con tambores giratorios, en este caso con dirección de movimiento convergente. La raíz se formaba de manera efectiva, demostrando la validez del postulado de Meinesz.

¿Cómo se la relacionó en un principio con la generación del relieve terrestre?

La reacción de la raíz, por su propia flotabilidad (recordemos que es del material menos denso en el conjunto), es una marcada tendencia al ascenso cuando puede vencer a la convección que fuerza su movimiento hacia abajo.

Es así que se plantea el resultado de formas de relieve que hasta entonces no tenían una clara explicación, y que son las cadenas emergentes junto a las fosas oceánicas.

Extendiendo el análisis hacia las células divergentes, es decir el otro extremo del conjunto; Holmes planteó su propia teoría. En ella reunía esas raíces que se elevaban creando cordilleras en un extremo del circuito; con las islas  en el otro, resultantes de una fracturación del sial por la tensión causada por las células convectivas en que los materiales se alejan entre sí.

Ese modelo se visualiza en la Figura 2.

¿Qué sobrevive de esa teoría y cómo se la inserta en el actual paradigma?

La convección misma es parte no sólo integrante, sino también fundamental de la teoría vigente, ya que provee el motor requerido para los movimientos de las placas litosféricas. También es real que allí donde convergen corrientes adyacentes, y dadas ciertas condiciones, se produce una fosa que es resultado de la subducción que ya hemos mencionado otras veces.

Lo que se ha desechado es la idea de que las islas centrooceánicas sean remanentes de continentes fracturados por tensión. Ya veremos su verdadero explicación con detalle.

¿Cómo se explica con ella la sucesión de cierres y aperturas de supercontinentes a lo largo del tiempo?

Esta teoría debía ser completada de alguna manera para explicar por qué ha habido más de un episodio de deriva de las placas a lo largo de la historia geológica, y por qué las configuraciones de los circuitos convectivos ha ido cambiando a lo largo del tiempo.

Runcorn intentó una explicación muy interesante, sobre la cual sin embargo no hay acuerdo absoluto, porque parte de la base de una migración de los minerales ricos en hierro hacia el núcleo, de resultas de su mayor densidad; y esa hipótesis no ha podido demostrarse de manera fehaciente.

No obstante, vale la pena conocer su propuesta y tenerla en cuenta a medida que se obtenga más información, ya sea para validarla o refutarla.

Según su postulado, la migración de hierro aumenta el volumen del núcleo a expensas del manto, lo cual hace que en el nuevo espacio disponible, los circuitos convectivos se segmenten y aplanen como se ve en la figura 3. Esto sería independiente de las corrientes en el propio núcleo que también han sido propuestas y siguen en discusión.

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Un abrazo y hasta el miércoles. Graciela.

P.S.: Las imágenes que ilustran el post son del libro:

Khan, M.A. 1980. Geología global. Ed Paraninfo. Madrid. 202 págs. ISBN: 84-283-1047-5.

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.

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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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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.