Expansión
del suelo oceánico
La idea de que el propio suelo marino se mueve y arrastra a los continentes
con él mientras se expande desde un eje central fue propuesta por Harry H. Hess
de la Universidad de Princeton en los años de
1960. Se refiere al concepto de que el suelo de los océanos se está
separando continuamente a partir de estrechas grietas o zonas de subducción,
las cuales constituyen el límite de las cordilleras meso oceánicas o dorsales
que se extienden a través de las cuencas oceánicas.
Esta hipótesis fue
difícil de confirmar hasta que se conoció y aplico el hecho de que la polaridad
del campo magnético terrestre se invertía periódicamente. Se había observado, a
partir de las mediciones magnetometrías hechas sobre las rocas del fondo
oceánico, que el suelo de los océanos tiene una distribución de bandas
magnéticas entre las cuales la intensidad de magnetización cambia bruscamente
en bandas lineares, casi paralelas, a las cordilleras o dorsales meso
oceánicas. Además, se había elaborado una escala cronológica de las inversiones
del campo magnético, y estas señalaron que el valor de la expansión del suelo
oceánico era de 2 a 18 cm por año.
Traslación de los continentes. (Deriva Continental)
En estos tiempos,
considerando las dificultades que tendrían las plantas para poblar continentes
separados por miles de kilómetros de mar abierto, los geólogos creían que los
continentes habrían estado unidos por puentes terrestres hoy sumergidos. El astrónomo
y meteorólogo alemán Alfred Wegener
(1880-1930) fue quien propuso que los continentes en el pasado geológico
estuvieron unidos en un supercontinente de nombre Pangea, que posteriormente se
habría disgregado por deriva continental. Su libro Entstehung der Kontinente
und Ozeane (La Formación de los Continentes y Océanos; 1915) tuvo poco
reconocimiento y fue criticado por falta de evidencia a favor de la deriva, por
la ausencia de un mecanismo que la causara, y porque se pensaba que tal deriva
era físicamente imposible. Los
principales en los que Wegener baso su hipótesis son:
1.- los continentes actuales proceden de la fragmentación
de una única masa continental (Pangea) y, a partir de su separación, iniciaron
un movimiento de deriva o traslación re4lativa
entre ellos.
2.- la semejanza de las líneas de las costas de ciertos
océanos, especialmente las del atlántico, en donde América, Europa y África pueden
encajar unas con otras.
3.- las semejanzas entre las plantas y animales fósiles
de ciertos continentes, como América de norte y Eurasia, muestran analogías, lo
que indicaría que se originaron a partir de una misma masa continental.
Los principales críticos de Wegener eran los geofísicos y
geólogos de los Estados Unidos y de Europa. Los geofísicos lo criticaban porque
los cálculos que habían llevado a cabo sobre los esfuerzos necesarios para
desplazar una masa continental a través de las rocas sólidas en los fondos
oceánicos resultaban con valores inconcebiblemente altos. Los geólogos no
conocían bien las rocas del hemisferio sur y dudaban de las correlaciones
propuestas por el científico alemán. A pesar del apoyo de sus colaboradores
cercanos y de su reconocida capacidad como docente, Wegener no consiguió una
plaza definitiva en Alemania y se trasladó a Graz, en Austria, donde fue más
ampliamente reconocido.
Hoy en día el ensamble de los continentes se hace con
computadoras digitales capaces de almacenar y manipular enormes bases de datos
para evaluar posibles configuraciones geométricas..
LOS DATOS A FAVOR DE PANGEA
·
Datos
litológicos y estructurales
Las distribuciones de rocas cristalinas, rocas
sedimentarias y yacimientos minerales forman patrones que continúan
ininterrumpidos en ambos continentes cuando Sudamérica y Africa son restituidos
cerrando el océano Atlántico. Por ejemplo, las cadenas montañosas orientadas
E-W que atraviesan Sudáfrica continúan cerca de Buenos Aires, Argentina. Los
estratos sedimentarios tan característicos de sistema Karoo en Sudáfrica, que
consisten en capas de arenisca y lutita con mantos de carbón, son idénticos a
los del sistema Santa Catarina en Brasil.
·
Datos
paleontológicos
Estudios de la distribución de plantas y animales fósiles
también sugieren la existencia de Pangea. Impresiones de hojas de un helecho,
Glossopteris, están ampliamente distribuidas en rocas de África, Sudamérica,
India y Australia. La distribución de fósiles de vertebrados terrestres también
apoya esta interpretación. La existencia de tetrapodos en todos los continentes
durante el Triásico es una indicación de que había conexiones terrestres entre
las masas continentales. En particular la distribución del reptil fósil
Mesosaurus en África y Sudamérica, dadas sus características tan distintivas y
la ausencia de especies similares en otras regiones es un fuerte indicio de una
continuidad entre estos continentes durante el Pérmico.
Hoy en día la idea de que los continentes actuales
estuvieron unidos formando Pangea en el Permo-Triásico, y que empezaron a
disgregarse a partir del Jurásico, es aceptada con pocas reservas.
Tectónica de placas
La idea principal está
basada en el trabajo del canadiense J. Tuzo Wilson llamado fallas
de transformación escrito en 1965.
Fue quien por primera vez menciono la palabra placas, sin embargo, su
formulación completa y su desarrollo se debieron a tres científicos: Jasón
Morgan, dan Mackenzie y Xavier le Pichón.
En 1967, Morgan tuvo la
idea de dividir a la superficie de la tierra en 20 bloques. Esta original y
rigurosa división estimulo rápidamente a Le Pichón para intentar una ambiciosa
recopilación de datos sobre zonas de fracturas y anomalías magnéticas de toda
la tierra.
El rompecabezas de placas tectónicas
Después
de que los geofísicos habían sido los más asiduos críticos de la hipótesis de
deriva continental, es curioso que la evidencia más contundente que finalmente
se acumuló a favor de la hipótesis haya sido precisamente de índole geofísica.
En los años 30 el geofísico japonés Wadati documentó el incremento en la
profundidad de los sismos en función de la distancia tierra dentro hacia el
continente. Al mismo tiempo el sismólogo Hugo Benioff documentaba la misma
variación y resaltaba el hecho de que las zonas de alta sismicidad no estaban
distribuidas de manera uniforme sobre el globo terráqueo, sino que éstas se
alojaban en fajas más o menos continuas asociadas a algunas márgenes
continentales.
Después de la Segunda Guerra Mundial, y en gran medida por
razones militares, se desarrolló la nueva ciencia de la oceanografía, durante
los años 50. Los oceanógrafos documentaron la presencia de una enorme cadena
montañosa submarina en el medio del Atlántico Norte que se levantaba más de
2,000 m sobre los abismos de aproximadamente 4,000 m de profundidad a cada
lado. A principios de los años 60 el geofísico H.H. Hess sugirió un mecanismo
que podría explicar la deriva continental, basándose en las variaciones
topográficas de los océanos. Hess propuso que las rocas de los fondos marinos
estaban firmemente ancladas al manto que les subyacía. Conforme se apartaban
dos enormes masas de manto, acarreaban pasivamente el fondo oceánico y surgía
de las profundidades terrestres material fundido que formaba una cadena volcánica
y que rellenaba el vacío formado por la separación de los fondos oceánicos. Si
esto fuera cierto, razonó Hess, para evitar un crecimiento indefinido de la
Tierra era necesario que en alguna parte de ella fuera consumido material
cortical. Propuso entonces que los sitios donde esto ocurría eran las profundas
fosas oceánicas que bordeaban algunos continentes y arcos de islas.
En 1963, los geofísicos ingleses Frederick Vine y
Drummond Matthews, de la Universidad de Cambridge, publicaron un artículo en la
revista Nature donde presentaron datos a favor de la brillante pero
especulativa idea de Hess. En este artículo, Vine y Matthews reportaron
mediciones de anomalías magnéticas en los fondos marinos al sur de Islandia,
obtenidas mediante un magnetómetro muy sensible remolcado por un buque. Los
registros magnetométricos indicaban patrones lineales muy claros de anomalías
magnéticas positivas (donde la fuerza magnética era mayor que el promedio) y
negativas (donde la fuerza magnética era menor que el promedio). Las anomalías
magnéticas eran también simétricas con respecto al eje de la cadena montañosa
del fondo marino.
Esta observación encajaba con la
del francés Bernard Bruhnes, quien en 1906 había propuesto que el campo
magnético terrestre se invertía más o menos cada medio millón de años. Vine y
Matthews concluyeron que las rocas volcánicas de los fondos marinos estaban
registrando la polaridad del magnetismo terrestre en el momento de su
cristalización; conforme se invertía esta polaridad cada 500,000 años, las
rocas que se formaban constantemente en las dorsales oceánicas iban registrando
los cambios de polaridad. De esta manera propusieron que la anchura de las
franjas magnéticas debería ser igual a la velocidad de separación de las
placas, multiplicada por la duración del intervalo de tiempo entre inversiones
de polaridad.
Estructura de las placas tectónicas y cómo influyen en los fenómenos
geológicos.