La Tectónica de Placas: el paradigma global de las ciencias, cumplió 50 años

26 de Abril de 2019


La Tectónica de Placas: el paradigma global de las ciencias, cumplió 50 años

De la tectónica de placas a la tectónica global

Los terremotos y la actividad volcánica  ocurrida en México, Chile, Japón y otros lugares, han facilitado la difusión sobre como la superficie de la Tierra se divide en grandes placas que interactúan entre sí. Las evidencias están en la delgada corteza externa de la Tierra como si fuera una "cáscara de huevo agrietada". Se tratan de placas tectónicas o litosféricas, que no son sólo superficiales, si no que abarcan la corteza y parte del manto superior terrestre con un espesor promedio de 125 km, alcanzando el máximo por debajo de las grandes cadenas montañosas.

Las placas oceánicas (de 50-100 km de espesor) son más delgadas que las placas continentales (hasta 200 km). Así la parte externa de la Tierra está dividida en 7 placas principales y 8 menores. Entre las placas más grandes se encuentra la sudamericana, en cuya evolución se ha integrado geológicamente para conformar luego de millones de años, nuestro actual territorio. Algunas placas son lo suficientemente grandes como para consistir en porciones de litósfera continental y oceánica (por ejemplo, la africana o la sudamericana), mientras que la placa pacífica es casi completamente oceánica.

La forma esférica de la Tierra, lleva a que estas placas se dividan en secciones curvas que están en constante movimiento una respecto de la otra y se encuentran de diferentes maneras a lo largo de sus bordes. En los "límites de las placas" es donde ocurren la mayoría de los procesos volcánicos y actividad sísmica.

La Tierra es dinámica. A lo largo de su historia de más de 4500 millones de años, ha preservado su calor interno en gran medida debido a la presencia de isótopos radiactivos. Esto provoca cierta convección en el manto: los materiales calientes se elevan y los fríos descienden. Este movimiento muy lento en el estado sólido transfiere tensiones a la litosfera, al igual que la convección en una olla hirviendo de sopa espesa hará que la piel externa se ondule donde se encuentran las células de convección.

El trabajo de investigadores científicos de todo el mundo con la disponibilidad de instrumentos desarrollados durante la segunda guerra mundial (ecosonda, magnetómetros, localizadores) fue el paso crucial para establecer, hace ya unos 50 años, el paradigma que proporcionó un contexto unificador para todas las disciplinas anteriormente dispares de las ciencias de la Tierra. Pasó a constituir así la denominada tectónica global, que fue rápidamente aceptada por la mayor parte de la comunidad geológica.

Wegener, deriva continental y los fondos oceánicos

El hecho de que los continentes no permanezcan estáticos sino que demuestren movimientos a lo largo del tiempo geológico, posee el antecedente más importante en los aportes del meteorólogo, geofísico e investigador polar alemán Alfred L. Wegener. Desde 1912 este autor dio a conocer sus ideas a partir de un supercontinente dividido en dos grandes continentes Laurasia (al norte) y Gondwana (al sur) dando sustento a lo que fuera conocida como la deriva continental. Esta información revolucionaria para la época, fue tomada con escepticismo por muchos científicos, a pesar de haber aportado Wegener pruebas sólidas desde varias líneas de investigación, pero sin poder llegar a explicar: cómo y porqué los continentes se mueven. Las evidencias comenzaron a llegar después de la segunda guerra mundial, cuando se reconoció la composición y un relevamiento detallado de los fondos oceánicos. Así nació el desarrollo del fructífero concepto de ‘expansión del fondo oceánico’, es decir que se amplían desde un sector central a partir de la salida de material basáltico fundido que proviene del manto y se crea nuevo fondo oceánico en direcciones paralelas. Luego vinieron estudios sobre patrones del campo magnético que a lo largo de la historia geológica el comportamiento ha sido cambiante y las rocas van a fijar la polaridad del momento en que se forman.

La evidencia de patrones magnéticos simétricos a lo largo de los fondos oceánicos y la misma edad a distancias similares de una cresta central, dio a los investigadores la evidencia que el fondo oceánico es creado en las partes de dorsales centrales y empujado hacia ambos lados. Aquí comenzaron intensamente los estudios del paleomagnetismo de las rocas o sea el magnetismo remanente registrado en el momento en que se consolidaron, encontrándose una explicación coherente al mecanismo de ‘empuje’ de los continentes. Las velocidades de movimientos de las placas están medidas en milímetros por año, casi como el crecimiento de nuestras uñas.

Océanos que nacen, se pierden y la formación de montañas

Al formarse constantemente el fondo oceánico basáltico, tiene que existir un lugar donde de alguna manera este se destruye o recicle para mantener al planeta con dimensiones estables. Esto se produce en las zonas llamadas de subducción, donde una placa más densa se hunde por debajo de otra. Este es el margen convergente que, por ejemplo, tenemos entre la placa de Nazca y la sudamericana, generando actividad volcánica y sísmica importante. Este proceso puede llegar a producir una colisión de continentes como por ejemplo la India-Tibet con la placa euroasiática, generando la cordillera más alta del mundo: los Himalayas. En este proceso se han consumido océanos cuyas evidencias quedaron por la presencia de rocas que marcan antiguas zonas de “suturas”. Esta actividad cíclica ha sido registrada desde el más antiguo Precámbrico.

Otro proceso geológico importante es el que puede ocurrir en el interior de placas que se conocen como “puntos calientes” de actividad magmática proveniente del manto. Son puntos fijos del manto que, al desplazarse las placas sobre ellos, generan cadenas de islas volcánicas como las de Hawaii. Por último un movimiento entre placas puede existir sin que se generen ni subducten, pero se deslizan entre sí por lo que se llaman márgenes de fallas transformantes o transcurrentes de movimiento relativo horizontal. Los ejemplos más destacados corresponden a la falla de San Andrés entre las placas norteamericana y pacífica y también los que separan a la placa de Scotia de la sudamericana y antártica en el sur argentino.

Los conocimientos sobre termodinámica fueron aplicados para registrar la presencia de comportamientos viscosos diferentes en el manto terrestre y demostrando la generación de magmas en diferentes situaciones del interior terrestre. En definitiva los océanos tienen un proceso de origen y cierre a lo largo del tiempo geológico denominado “ciclo de Wilson” que da una explicación coherente de cómo la superficie terrestre evoluciona. Un caso claro es como Sudamérica se separó de África y se formó el Atlántico Sur, que todavía continúa creciendo generando que un viaje de Buenos Aires a Ciudad del Cabo sea unos milímetros más largo cada año. Otro ejemplo en un estadío de menor desarrollo, sería el caso del Mar Rojo que se está agrandando.

 Sudamérica y Argentina

 Los estudios geológicos en Sudamérica muestran claras evidencias que el ciclo con océanos perdidos y colisiones de placas se ha registrado, inclusive en los antiguos cratones o zonas estables del continente, pero debemos siempre imaginar ámbitos geológicos muy diferentes al actual, en cada etapa de la historia geológica. Los mapas tectónicos muestran las zonas de antiguas suturas de bloques continentales que ahora conforman la gran placa sudamericana. La Argentina tiene en su parte oriental remanentes de un antiguo basamento conocido como cratón del Río de la Plata (Tandilia, isla Martín García) que se extiende hasta el este de la provincia de Córdoba, que lleva internamente un registro de antiguos océanos y colisiones. Este basamento en gran parte cubierto por sedimentos, también se lo ha registrado a unos 350-400 m por perforaciones en sectores de La Plata y Buenos Aires. A este se le habrían anexado bloques continentales hacia el oeste y sur, con una actividad tectónica que dejaron el registro actividad volcánica, magmática, suturas, cuencas sedimentarias, yacimientos minerales de importancia económica, etc. Así descubriendo el pasado podemos desentrañar el porqué de cambios climáticos, la importancia de la preservación de los recursos naturales no renovables formados durante millones de años y considerar la prevención de riesgos naturales.

El paradigma de la tectónica global ha permitido comprender y explicar mejor la historia de la Tierra, desde los procesos complejos que dieron lugar al desarrollo de una biodiversidad compleja. Saber porqué tenemos cordilleras como los Andes o los Himalayas, que luego se erosionan y los detritos se acumulan en cuencas sedimentarias; la causa de la actividad sísmica y volcánica en lugares preferenciales como Japón, México, Chile; la fauna endémica en continentes aislados como Australia o la curiosa biodiversidad de Galápagos y las variaciones climáticas extremas que han soportando continentes como la Antártida, entre muchos ejemplos.

Esta verdadera “revolución científica” de las ciencias de la Tierra instalada hace unos 50 años, ha permitido explicar la formación e interacción entre litósfera, biósfera, hidrósfera y atmósfera. Este avance del conocimiento inclusive ha sido aplicado por intermedio de la actividad espacial, al origen y evolución de otros planetas y satélites del sistema solar.

Por Dr. Carlos A. Cingolani, Investigador contratado del CONICET, División Geología del Museo de La Plata y Centro de Investigaciones Geológicas (UNLP-CONICET). Profesor UNLP.  carloscingolani@yahoo.com

Colaboradores: Dr. Norberto J. Uriz y Lic. Andrea Bidone (UNLP).