Junto con las teoría de la evolución de Darwin y de la relatividad de Einstein, la teoría de la tectónica de placas es uno de los grandes avances científicos de nuestro tiempo.
La idea de que la capa más externa de la Tierra está fragmentada en piezas gigantes como un rompecabezas, o placas, que se deslizan encima de una especie de banda transportadora de roca caliente y débil —elevándose en un lado desde el manto subyacente y, en otro, hundiéndose de nuevo dentro de él— explica gran parte de la estructura y el comportamiento de nuestro planeta: las montañas y los cañones submarinos, los terremotos y los volcanes, la composición misma del aire que respiramos.
| Si quieres recibir los textos de GK en tu correo, regístrate aquí. |
Sin embargo, el éxito no es garantía contra una crisis de media vida. Medio siglo después de dilucidar los mecanismos tectónicos, los geólogos enfrentan vacíos sorprendentes en el conocimiento de un concepto que es, en verdad, la piedra angular de su profesión.
Debaten acerca de cuándo exactamente comenzó todo el sistema de placas móviles. ¿Es casi tan antiguo como el planeta mismo, es decir, unos 4 mil 500 millones de años? ¿Tiene apenas mil millones de años? ¿O sucedió en algún un punto entre ambos?
Se preguntan qué hizo que la capa se quebrara por primera vez. Se preguntan cómo empezó el laborioso reciclamiento de la corteza terrestre.
Comparan a la Tierra con su planeta hermano, Venus. Ambos son, aproximadamente, del mismo tamaño. Están formados por material rocoso similar, pero la Tierra tiene placas tectónicas. Venus, no. Los científicos quieren saber por qué.
“En las décadas de 1960 y 70, cuando apareció la noción de las placas tectónicas, no pensaron en cómo fueron en el pasado distante”, dice Jun Korenaga, un geofísico de la Universidad de Yale. “La gente estaba muy ocupada tratando de probar la tectónica de placas observando el presente, o aplicando el conceptos a problemas de sus propias ramas. El asunto del origen es un debate mucho más reciente”.
Los investigadores también están estudiando el vínculo entre la tectónica de placas y la evolución de la vida compleja. Es muy probable que los choques fortuitos de los continentes y el encontronazo de las montañas aportaran nutrientes muy importantes en momentos clave de la creatividad biológica. Por ejemplo, en la legendaria explosión del Cámbrico, hace 500 millones de años, cuando aparecieron los ancestros de la vida moderna. “No se había pensado muy claramente sobre la relación entre los procesos profundos de la Tierra y la biología de su superficie en el pasado. Pero eso está cambiando con rapidez”, dijo Aubrey Zerkle, geoquímico de la Universidad de Saint Andrews en Escocia.
Cada vez es más evidente que “se necesita la tectónica de placas para mantener la vida”, según Zerkle. “Si no hubiera una forma de reciclar el material entre el manto y la corteza, todos los elementos que son indispensables para la vida, como el carbono, el nitrógeno, el fósforo y el oxígeno, se pegarían a las rocas y se quedarían ahí”.
El origen e implicaciones de la tectónica de placas fueron objeto de una reunión reciente de la Royal Society. También de un número temático de la publicación Transacciones filosóficas de ese organismo.
Los investigadores dijeron que determinar cuándo y cómo surgieron las vívidas maquinaciones geológicas de la Tierra hará más que profundizar la comprensión de nuestro hogar. Las respuestas podrían guiar nuestra búsqueda de vida y planetas habitables más allá del sistema solar.
Robert Stern, geocientífico de la Universidad de Texas, campus Dallas, dice que si buscamos colonizar otro planeta, deberíamos evitar los que den señales de actividad tectónica. Es probable que en ellos la vida haya evolucionado más allá de “la etapa de organismos unicelulares o de gusanos. Y no queremos luchar contra otra civilización tecnológica por su planeta”.
El volcán Krakatau, en Indonesia, causó un tsunami a finales de 2018. Sin embargo, los científicos consideran que la tectónica de las placas dan estabilidad a la Tierra. fotografía de Good Olga.
“Una forma de perder calor relativamente inocua de la Tierra”
la idea de que los continentes no están fijos sino que peregrinan alrededor del global se remonta a varios siglos atrás, cuando los cartógrafos comenzaron a observar la complementariedad de diversas masas de tierra. Por ejemplo, la protuberancia del noreste de Sudamérica parece caber perfectamente en la costa suroccidental de África.
Pero recién a mediados del siglo XX cuando la noción genérica de la “deriva continental” se transformó en una teoría sólida. Recién entonces hubo pruebas de la existencia de un motor subterráneo que hacía posible estas odiseas de los continentes.
Los geólogos determinaron que la capa más externa de la Tierra está fragmentada en ocho o nueve grandes segmentos y cinco o seis más pequeños. Hay, además, una combinación de placas oceánicas relativamente delgadas y densas que surcan hacia abajo. Las placas continentales, más gruesas y ligeras, se tambalean hacia arriba.
En las grandes grietas del fondo marino, la roca derritada en el manto subyacente sube hacia las placas oceánicas. En otros puntos de fractura, en una acción llamada subducción, las placas oceánicas vuelven a hundir su masa, que es devorada y fundida en el manto.
De la misma manera, las placas continentales son empujadas por la actividad magmática desde abajo. Estas se deslizan a un ritmo promedio que va de 2,5 a 5 centímetros al año. A veces chocan entre sí y forman algo como la cordillera del Himalaya, por ejemplo. En otras, se alejan y producen lugares como el gran valle del Rift de África.
Todo este burbujeo de convección hacia arriba y el reciclamiento entre la corteza y el manto, esta destrucción y reconstrucción de las partes —“tectónica” proviene de la palabra griega que significa “perteneciente a la construcción”— es la forma que tiene la Tierra de seguir la segunda ley de la termodinámica. Este movimiento arroja hacia la frialdad del espacio el gran calor interno que el planeta almacena desde su violenta formación.
A pesar de que, quizá, las placas que se desplazan y se derrumban parecen inherentemente inestables, el resultado es un sorprendente nivel de estabilidad. “La tectónica de placas es una forma relativamente inocua de que la Tierra pierda calor”, dijo Peter Cawood, especialista en Ciencias de la Tierra de la Universidad Monash de Australia. “Existen eventos catastróficos en zonas localizadas, como los terremotos y los tsunamis. Pero el mecanismo permite que la Tierra conserve en general un ambiente más estable y benigno”.
La depresión de Danakil está en el norte del triángulo de Afar en Etiopía. Es producto de la divergencia de tres placas tectónicas en el Cuerno de África. Fotografía de Magdalena Paluchowska
Desafortunadamente para los geólogos, la propia naturaleza de las placas tectónicas oscurece su biografía. La corteza oceánica, donde están las zonas de intercambio del revelador manto, se recicla a través de surgencia y subducción cada 200 millones de años. Esto significa que la evidencia de los orígenes tectónicos significa se destruyó hace mucho tiempo.
La corteza continental es más vieja. Rocas de más de cuatro mil millones de años han sido identificadas en lugares como Jack Hills, Australia. Pero las placas continentales flotan sobre la refriega subductiva, revelando poco del origen del sistema.
Aun así, los geocientíficos están haciendo lo mejor posible. Recurren a rocas existentes, modelos y experimentos de laboratorio para dibujar las posibles líneas de tiempo de la tectónica. Korenaga y sus colegas han propuesto que la tectónica de placas comenzó muy pronto: justo después de que la corteza terrestre se solidificara dejando su estado magmático inicial.
“Fue entonces cuando habrían existido las condiciones más fáciles para que la tectónica arrancase”, dijo. En ese punto, explicó, la mayoría del agua de la Tierra —entregada por cometas– habría estado en la superficie. Muy poca de ella habría encontrado un camino hacia el manto. El calor que atravesaba el manto habría ejercido una fuerza mayor en las rocas secas que en las lubricadas.
Paralelamente, el agua de la superficie habría facilitado que las rocas calientes y maleables rompieran la superficie desde abajo. Tal como sucede cuando se rocía agua para sacar los cubos de una hielera con más facilidad. Que la fractura abriese la tapa de la superficie, dijo Korenaga, fue clave para arrancar el todopoderoso motor subductivo. Mediante la subducción, el agua, como la corteza oceánica, circularía entre la superficie y el manto terrestres.
El parque Thingvellir, en Islandia, está en un valle que marca la cresta de la Cordillera del Atlántico Medio y el límite entre las placas tectónicas de Norteamérica y Eurasia. fotografía de Alkir Dep
El constante reciclaje del agua
En el extremo opuesto del debate está Stern. Él sostiene que las placas tectónicas tienen apenas mil millones de años —o menos. Dice que la Tierra pasó sus primeros 3 mil 500 millones de años con una sencilla “tapa única” como capa externa. Era una corteza plagada de volcanes y otros recursos de ventilación del calor. Sin embargo, no tenía placas en movimiento. Tampoco subducción, ni reciclamiento entre el interior y el exterior.
Como evidencia de la juventud del régimen de placas, Stern señala a dos rocas: ofiolitas y esquisto azul.
Las ofiolitas son pedazos de corteza oceánica sobre trozos de manto subyacente que se han abierto camino hacia la tierra. Por lo tanto, han escapado al implacable reciclaje de la corteza oceánica. Según Stern, investigaciones recientes demostraron que no son solo una porción de corteza oceánica, sino que fueron formadas por subducción.
De forma similar, el esquisto azul es una roca que se forma bajo alta presión pero baja temperatura. “El único lugar donde se puede hacer esto es en la zona de subducción”, dijo el doctor Stern. Añadió que casi todos los ofialitos tienen menos de mil millones de años. El esquisto azul más antiguo, que fue encontrado en China, tiene apenas 800 millones de años. Sin ofialitos y sin esquisto azul, no hay evidencia de subducción o de placas tectónicas.
La mayoría de los geólogos optan por tomar una postura intermedia. “La ciencia es un proceso democrático”, dijo Michael Brown, geólogo de la Universidad de Maryland. “La idea prevalente es que la Tierra comenzó a mostrar comportamientos similares a la tectónica de placas hace 2 mil 500 a 3 mil millones de años”.
Esa cronología desvincula la tectónica de placas del origen de la vida en la Tierra. Las pruebas de los primeros organismos unicelulares se remontan a más de 3 mil 600 millones de años. Sin embargo, los científicos consideran vital a la tectónica de placas para la evolución de esa vida primigenia.
La actividad tectónica de las placas no solo ayudó a estabilizar el sistema que administra el calor de la Tierra. Mantuvo un suministro constante de agua entre el manto y la corteza, evitando que se evaporara gradualmente de la superficie. Además, impidió la peligrosa acumulación de gases de efecto invernadero al absorber el exceso de carbono del océano y desplazarlo hacia debajo de la tierra. Reorganizó las montañas y pulverizó las rocas. Así liberó nutrientes y minerales como el fósforo, el oxígeno y el nitrógeno, esenciales para el creciente carnaval de la vida.
