TECTÓNICA DE PLACAS

La cinta transportadora

La tectónica de placas, imaginada desde principios del siglo XX, pero “demostrada” finalmente entre los años sesenta y setenta, es la piedra angular de la geología contemporánea. La corteza terrestre, sobre la que vivimos, reposa, a varios kilómetros de profundidad, sobre una “cinta transportadora” de magma en la que se desplazan trozos de la litosfera, desde hace 4.000 millones de años. Estas placas se mueven y entran en colisión, a veces se fusionan para formar un supercontinente único. Pangea, el último de ellos, desapareció hace 130 millones de años, cuando se abrió el océano Atlántico. La Tierra, tal y como es hoy en día, es el resultado del desplazamiento y de la colisión de los fragmentos de este supercontinente.

Riesgo sísmico en Irán. La falla activa de Mosha, que atraviesa el macizo de Alborz (a cuyos pies se encuentra la ciudad de Teherán, con sus 12 millones de habitantes) está provocada por el desprendimiento, en extensión, de la parte de la placa euroasiática que rodea la cuenca del Mar Caspio al hundirse bajo el Caúcaso. La imagen, tomada en 2006 dentro del marco de la investigación franco-iraní que analizó este movimiento considerado como reciente (1 millón de años), muestra bien las “fisuras” que se deben a la extensión. Este fenómeno tectónico regional está asociado a la compresión global entre la placa arábica y la placa euroasiática. © CNRS Phototheque/Jean-François Ritz
Riesgo sísmico en Irán. La falla activa de Mosha, que atraviesa el macizo de Alborz (a cuyos pies se encuentra la ciudad de Teherán, con sus 12 millones de habitantes) está provocada por el desprendimiento, en extensión, de la parte de la placa euroasiática que rodea la cuenca del Mar Caspio al hundirse bajo el Caúcaso. La imagen, tomada en 2006 dentro del marco de la investigación franco-iraní que analizó este movimiento considerado como reciente (1 millón de años), muestra bien las “fisuras” que se deben a la extensión. Este fenómeno tectónico regional está asociado a la compresión global entre la placa arábica y la placa euroasiática. © CNRS Phototheque/Jean-François Ritz
La deriva de los continentes hace que en Oriente Próximo se alejen imperceptiblemente Arabia y África, separadas por un brazo de mar reciente, el Golfo de Adén. Varios proyectos científicos estudian la estructura de este joven océano. Este mapa muestra el detalle del relieve de la Dorsal de Sheba, situada entre la costa de Omán y la punta de Somalia. En verde, en lo alto, está la costa de Omán. Abajo se encuentra la Isla Socotra. La dorsal, de color rojo anaranjado, está orientada Este-Oeste. En azul, a la derecha, los fondos del Océano Índico. © Sylvie Leroy/CNRS-UPMC
La deriva de los continentes hace que en Oriente Próximo se alejen imperceptiblemente Arabia y África, separadas por un brazo de mar reciente, el Golfo de Adén. Varios proyectos científicos estudian la estructura de este joven océano. Este mapa muestra el detalle del relieve de la Dorsal de Sheba, situada entre la costa de Omán y la punta de Somalia. En verde, en lo alto, está la costa de Omán. Abajo se encuentra la Isla Socotra. La dorsal, de color rojo anaranjado, está orientada Este-Oeste. En azul, a la derecha, los fondos del Océano Índico. © Sylvie Leroy/CNRS-UPMC

¿Por qué siempre lo que se conoce menos es lo que está más cerca? ¿Cómo se puede comprender lo que está bajo nuestros pies? ¿De qué está hecha la litosfera, que tan sólo tiene unas decenas de kilómetros de espesor, y a qué fuerzas telúricas está sometida esta capa que forma la base de los continentes y tapiza los fondos oceánicos, donde tan sólo mide algunos kilómetros? Desde Copérnico, Galileo, Kepler y Huygens, la ciencia primero ha descubierto lo que estaba lejos: la posición de nuestro planeta en el sistema solar y, más allá, la que ocupaba este último en la inmensidad galáctica del Universo.

La época de los aventureros

Y, no obstante, desde el siglo XVIII, la geología fue objeto de gran curiosidad y de numerosas observaciones. Desde esa época, fueron muchos los científicos apasionados y emprendedores que se aventuraron a los lugares más extremos, recorriendo cumbres, valles, mesetas y llanuras de los cinco continentes. Examinaron las estructuras del suelo y del subsuelo, recopilando y clasificando fósiles, minerales, rocas y sedimentos de todo tipo. La existencia de los volcanes que arrojan lava y de otros puntos calientes de la Tierra es la prueba de que su centro contiene una masa líquida en estado de fusión: el magma. La idea que perduró durante mucho tiempo fue que, bajo el efecto del calor, la corteza terrestre sufría presiones verticales. Así se explicaba el levantamiento de las montañas, y sus contrapartidas, formadas por las depresiones oceánicas o terrestres.

Pero esta teoría demasiado escueta (y poco fundamentada) no bastaba para explicar las insólitas observaciones de los geólogos. Entre otras cosas, constataron que en diversos lugares continentales muy distantes unos de otros, separados por océanos, se podían encontrar sorprendentes singularidades y similitudes de algunos “geótopos” muy comparables. Tenían en común configuraciones rocosas, flora (helechos) o fauna (lemúridos), como se encuentran, por ejemplo, en África o en Brasil, en Madagascar o en Indonesia.

La anatomía afroamericana

Los mapas geográficos se fueron haciendo cada vez más precisos, revelando la forma de los continentes a pequeña escala. Algunos investigadores al examinarlos se preguntaban cómo se podía dar la articulación (casi anatómica) entre el cabo sudamericano de Arrecife y el “hueco” del Golfo de Guinea en África: las costas de estos dos continentes se acoplaban casi a la perfección.

Alfred Wegener formalizó esta constatación de la “intercontinentalidad” de las formaciones geológicas y de la deriva de los continentes, sin poder apoyarla en una explicación científica. En 1915, este meteorólogo – que se hizo geólogo por curiosidad y fue un gran aventurero (perdió la vida en una exploración científica en Groenlandia dieciséis años más tarde) - publicó un libro visionario, Die Entstehung der Kontinente und Ozeane (literalmente: “El origen de los continentes y de los océanos”).

Wegener proponía en él la tesis de la denominada “deriva de los continentes”. Según él, la corteza terrestre, al yacer a un centenar de kilómetros de profundidad sobre un magma viscoso (en movimiento bajo el efecto del calor interno), está sometida a desplazamientos no verticales sino laterales. Describía el estado actual de la coincidencia geográfica visual de América, separada de Europa y África por el Océano Atlántico, como resultado del desmembramiento, iniciado hace 250 millones de años, de un antiguo supercontinente único que él denominó Pangea.

La explicación fue acogida por la gran mayoría de los geólogos con un silencio sobrecogedor. Esta deriva de los continentes representaba un enfoque revolucionario, que iba en contra de todos los principios que prevalecían en las ciencias de la Tierra. Pero la idea innovadora se había lanzado y despertó el interés de los científicos más curiosos. No obstante, hubo que esperar a los años sesenta y setenta para encontrar pruebas científicas de la tectónica de placas, que supusieron la consagración del genio visionario de Wegener.

La revelación tectónica

La mayoría de las confirmaciones llegaron cerca de medio siglo más tarde. Un paso decisivo fue franqueado en los años cincuenta, cuando las mediciones batimétricas registradas por los investigadores del laboratorio Lamont-Doherty de la Universidad de Columbia en el Verna, buque de investigación oceanográfica, establecieron la existencia de la primera dorsal submarina: la denominada dorsal medio-atlántica que recorre desde el Océano Ártico, en el norte de Islandia, hasta el sur del Atlántico. Se comprendió entonces que por este inmenso corte subía magma en estado de fusión, sometido a movimientos de convección originados en el manto, escapándose y empujando permanentemente sus dos bordes.

Hacia finales de los años sesenta se disponía de cada vez más instrumentos de investigación, proporcionados principalmente por la batimetría, el paleomagnetismo y la sismografía. Sirvieron de base para una formulación global de la tectónica de placas, emitida por el francés Xavier Le Pichon y el estadounidense Jason Morgan, que publicaron por separado sendos artículos sobre este tema en el mismo año 1968. Dentro del marco de una operación pionera de exploración abisal denominada Famous, Xavier Le Pichon fue el primer científico que, a bordo de un submarino, “bajó a ver” la dorsal del Atlántico Norte a la altura de las Azores. Esta campaña oceanográfica confirmó el impresionante escape magmático a lo largo de todo este gran corte vertical de la litosfera.

El modelo de la tectónica ha supuesto una auténtica revolución en las Ciencias de la Tierra, puesto que ha permitido comprender cómo funciona el rompecabezas de la corteza terrestre, dividida en una decena de grandes placas (compuestas por trozos de corteza continental u oceánica) que derivan en torno al globo, sobre la capa superior viscosa del manto, denominada astenosfera. Como el diámetro de la Tierra sigue siendo constante, la creación incesante de nueva corteza a nivel de las dorsales medio-oceánicas tiene que acompañarse de un volumen correspondiente de destrucción de la corteza. Esta destrucción se observa cuando la placa oceánica, más fina (pero cuya densidad es más elevada que en el caso de la corteza continental) entra en colisión con esta última. En algunos lugares de la Tierra estas dorsales son visibles en la superficie: en Islandia, en la fosa tectónica de África, en la zona de Afars y de Issas (Djibouti).

Esta colisión se traduce generalmente en la subducción (cuando la placa oceánica se sumerge bajo la placa continental). En este lugar se acumulan los frotamientos y las tensiones entre las placas, responsables de los seísmos, y allí se forman la mayoría de los volcanes, materializando la fusión de la placa oceánica y la subida de la parte magmática más ligera.

En qué consiste un terremoto

Así, en el transcurso de algunas décadas, se ha pasado de la teoría a la práctica y la tectónica se ha convertido en una ciencia útil para comprender lo que constituye una de las catástrofes naturales más dramáticas: los terremotos.

Las tensiones ejercidas por la subducción generan grandes cantidades de energía que, cuando llega la ruptura, se liberan provocando un movimiento sísmico. La mayoría de las grandes regiones en las que la Tierra tiembla están surcadas de grandes fallas, a veces de cientos o miles de kilómetros de longitud, de dorsales espectaculares y de cadenas montañosas, que son otras tantas manifestaciones geológicas de las zonas de actividad tectónica. Las zonas de subducción y las fallas activas, como la famosa falla de San Andrés (California) o la falla del norte de Anatolia (Turquía) constituyen zonas de fragilidad a lo largo de las cuales se producen los seísmos más violentos, cuando se libera de repente la energía acumulada por el frotamiento de las dos placas.

Al liberarse la energía se generan a la vez dos tipos de ondas que se expanden por los suelos adyacentes: las que se propagan más rápidamente (pueden llegar a 6 kilómetros por segundo en la superficie, siendo las que primero detectan los sismógrafos) son las denominadas “de compresión”, puesto que conllevan una serie de movimientos de dilatación- compresión de los suelos de forma paralela y en el plano de su eje; en segundo lugar, las ondas transversales provocan un fenómeno de pliegue de los suelos que se expande como el movimiento de las olas. Estas ondas son las que conllevan efectos más devastadores.

La revisión del vulcanismo

La tectónica de placas ha aportado un nuevo enfoque a la explicación del fenómeno del vulcanismo, ya sea submarino o continental. En efecto, la mayoría de los volcanes están alineados a lo largo de grandes fallas tectónicas por las cuales remonta el magma, resultado de la fusión parcial de la capa inferior de la litosfera bajo la acción del calor del núcleo terrestre. Sube hacia la superficie allí donde se da la subducción o la divergencia de dos placas. Las erupciones volcánicas se producen cuando esta materia fundida, acumulada en unas cámaras magmáticas, experimenta estadios de presión excesiva y es expulsada por las chimeneas que llevan a los cráteres.

Pero, más allá de este principio ampliamente aceptado, algunos volcanes pueden ser “puntos calientes” o lugares que no están relacionados con ninguna frontera entre las placas tectónicas: un punto de magma más caliente, que sube desde el manto, puede romper la litosfera. Si el lugar de calor en profundidad se mantiene fijo, mientras toda la placa litosférica se mueve, los puntos calientes van formando “rosarios”, como en el archipiélago de las islas Hawai.

Cada volcán es único y se puede clasificar de acuerdo a distintas categorías. Los especialistas utilizan, entre otras, una clasificación según tenga erupciones efusivas, en las que la lava se vierte de forma bastante fluida, o explosivas, capaces de proyectar grandes cantidades de gas y cenizas calientes, provocando nubarrones ardientes y enormes bocanadas volcánicas.

El aporte de la geodesia espacial

Desde hace varias décadas se viene desarrollan - do una cartografía minuciosa de todos los seísmos que se producen en la superficie de nuestro planeta. En ella se pretende modelizar los desplazamientos horizontales de las placas tectónicas que componen la corteza terrestre. Al registro de datos a través de la observación geológica en el suelo, cabe añadir la gran revolución que han supuesto los avanzados instrumentos de la geodesia espacial incorporados a varios satélites, como Envisat y Cryosat. Permiten medir con cada vez más precisión las deformaciones relacionadas con los movimientos telúricos más recientes o los que “se están gestando” en las zonas con alta actividad sísmica. En palabras de Xavier Le Pichon: “La tectónica que fabrica las cadenas montañosas lo hace por una acumulación de rupturas sucesivas que la sismología nos permite estudiar. Por lo tanto, el estudio de los seísmos equivale a estudiar la tectónica instantánea".

Eso no significa que los conocimientos actuales permitan predecir, hoy en día, dónde y cuándo se producirá el más mínimo temblor de tierra. No obstante, unidos a los conocimientos cada vez más exactos de los fenómenos pasados, permiten evaluar y cartografiar con más detalle el riesgo sísmico, que refleja la probabilidad de un seísmo de intensidad determinada y el valor humano, económico y medioambiental de la región potencialmente afectada. Una serie de modelizaciones elaboradas permiten simular el impacto de un seísmo y determinar las zonas que se verán más afectadas. Eso pretende el proyecto Risk-UE (2001-2004), que abarcó las ciudades de Barcelona, Bucarest, Bitola, Catania, Niza, Sofía y Tesalónica. La Comisión Europea (Dirección General de Medio Ambiente) trabaja actualmente en una estrategia de reducción de los riesgos de desastres antrópicos o naturales que, en un momento dado, podría dar pie al desarrollo de la cartografía multirriesgo de las regiones de Europa más vulnerables, no solamente a los seísmos y a las erupciones volcánicas, sino también a los numerosos riesgos relacionados con la geología.

Didier Buysse


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