¿Por qué se mueven los continentes?

En 1596 el cartógrafo holandés Abraham Ortelius sugirió en su libro Thesaurus Geographicus que las Américas habían sido “... arrancadas de Europa y África... por terremotos e inundaciones...” y que  “... los vestigios de la ruptura se hacen evidentes cuando se mira el mapamundi y se consideran cuidadosamente las costas de los tres [continentes] ”.

Sin embargo, no fue hasta principios del siglo pasado cuando la idea de los continentes en movimiento fue considerada seriamente por la comunidad científica.  Los criterios acerca de la deriva de los continentes, un antecedente de las teorías contemporáneas relativas a los procesos que realmente tienen lugar en la superficie de la tierra, fueron introducidos por el meteorólogo alemán A.L. Wegener en 1912.  La teoría de la deriva establece que hace unos 200 millones de años todos los continentes formaban parte de un solo supercontinente, denominado pangea.  La evidencia acumulada sugiere que el supercontinente se dividió inicialmente en dos grandes masas continentales;  Laurasia en el hemisferio norte y Gondwana en el sur.  La posterior subdivisión de Laurasia y Gondwana habría conducido a la formación de los continentes tal como existen hoy en día.

La teoría de la deriva de los continentes tiene su base fundamental en la paleontología, que se dedica al estudio de los fósiles, término utilizado para describir cualquier evidencia de la existencia de un organismo con más de 10 000 años de antigüedad.  Restos fósiles idénticos de animales y plantas, encontrados en diversos continentes, indican que, de alguna forma, éstos estuvieron unidos hace unos 200 millones de años.  En lo que a antigüedad se refiere, la evidencia más antigua de vida en el planeta es el fósil microscópico de una bacteria que vivió hace 3600 millones de años.

Las variaciones en el clima también permiten deducir el desplazamiento de las grandes masas continentales.  Por ejemplo, el descubrimiento en la Antártica de residuos de plantas tropicales, en forma de yacimientos de carbón vegetal, llevó a la conclusión de que esta tierra congelada debe haber estado situada más cerca del ecuador en alguna época anterior, en una región climática que favoreciera el crecimiento de una vegetación exuberante.

La teoría tectónica de placas

Pero no fue sino hasta la década de los 60 cuando comenzó una verdadera revolución en el campo de las ciencias de la tierra, al quedar establecida la teoría tectónica de placas.  A partir de ese momento la teoría fue verificada y mejorada muchas veces, de manera que actualmente poseemos una imagen bastante completa de los procesos que han modelado nuestro planeta a lo largo de millones de años. 

 La tectónica de placas relaciona diferentes ramas de las ciencias de la tierra como la paleontología, la geofísica, la sismología y la vulcanología, y ha logrado dar explicación a preguntas que habían preocupado a los científicos durante siglos como, por ej., por qué los terremotos y las erupciones volcánicas ocurren solamente en regiones muy específicas del globo terráqueo, o cómo fue que se formaron cadenas montañosas tan impresionantes como los Alpes o los Himalayas.

La palabra tectónica viene del griego “construir”.  Y, en geología, una placa es un gran pedazo rígido de roca sólida.  Tectónica de placas significa, por tanto, que la superficie de nuestro planeta está formada o construida por láminas rígidas de roca que “flotan” y se mueven encima de otras capas rocosas más profundas, que poseen mayor fluidez. La superficie de la tierra está formada por alrededor de una docena de estas placas, de espesor no mayor de 100 km.

La inmensa mayoría de los terremotos y erupciones volcánicas tienen lugar en regiones muy específicas, a lo largo de las fronteras de placa.  Una de estas regiones es el denominado “Anillo de Fuego del Pacífico”,  la región vulcano-sísmica mas activa del mundo, donde la Placa del Pacífico forma frontera con las placas adyacentes.  Pero no todas las fronteras de placa se comportan de la misma forma;  los procesos que tienen lugar difieren cuando las placas convergen, divergen o se deslizan tangencialmente una respecto a otra.   

Existen cuatro tipos diferentes de fronteras de placas:

· divergentes, donde continuamente se forma nueva corteza mientras las placas se van separando.

· convergentes, donde una placa se hunde debajo de otra y desaparece corteza terrestre (subducción).

· de transformación, en donde las placas se deslizan tangencialmente en la superficie y no aparece ni desaparece corteza.

· zonas de frontera de placa, correspondientes a regiones relativamente anchas donde las fronteras no están bien definidas ni está claro el efecto de la interacción entre las diferentes placas.

 Fronteras divergentes

Un descubrimiento muy importante del siglo XIX fue la detección de la existencia de una cordillera montañosa dorsal en medio del océano Atlántico.  Hacia la década de 1920, los científicos llegaron a la conclusión que esta dorsal se extendía hacia el océano Pacífico y también por la tierra firme, dando casi una vuelta completa al planeta. 

 El estudio de los lechos marinos progresó cuando el sonar, dispositivo de sondeo por eco, fue modificado para medir las profundidades oceánicas.  Con el sonar fue posible medir la topografía submarina y establecer su cartografía.  Más tarde los geofísicos adaptaron los magnetómetros aéreos para poder medir variaciones de intensidad y orientación geomagnética en el fondo de los océanos. 

 Estas observaciones, añadidas a las del gran flujo de calor existente en la región, permitieron concluir que la dorsal es el lugar donde se crea nueva corteza oceánica.  El material emerge del subsuelo en forma de lava caliente, pero se enfría y solidifica con rapidez al contacto con el agua fría del fondo oceánico.  Y para dejar sitio a esta adición de nueva corteza, las placas deben separarse lenta, pero constantemente.  En el Atlántico norte, la velocidad de separación es de sólo 1 cm al año, pero en el Pacífico es de más de 4 cm al año.

 Fronteras convergentes

Ya en la década de 1930, sismólogos estadounidenses habían detectado las características particulares de las costas del océano Pacífico, donde la corteza oceánica penetra en las capas mas profundas de la tierra (manto) y se funde.  En la década de 1950 se llamó a este proceso subducción.  Se ha comprobado la existencia de regiones de subducción a lo largo de diversas costas del Pacífico.  Muchas de estas regiones tienen asociado un sistema montañoso que corre paralelo a la frontera de placas, donde son frecuentes los terremotos y los volcanes.  Cuando la corteza subducida se funde, el magma de nueva formación asciende, y puede llegar a hacer erupción en la superficie terrestre en forma de volcanes, a una distancia de hasta 100 km tierra adentro.  Las erupciones de magma fundido por subducción han creado cadenas largas y arqueadas de islas volcánicas en Japón, las Filipinas y las Aleutianas (Alaska).

 En las costas de Perú y Chile la Placa Nazca del océano Pacífico es subducida debajo de la Placa Suramericana, formando la zanja característica de subducción en la frontera de las placas, en el lecho marino.  La Placa Suramericana es entonces empujada hacia arriba, dando lugar a la cordillera de los Andes.  Aunque el hundimiento de la Placa Nazca es continuo, se producen saltos bruscos en regiones localizadas que quedan rezagadas, originando la brusca elevación del terreno, que puede llegar a ser de varios metros cada vez, y también terremotos intensos.  La formación de los Himalayas se debe a un proceso similar.

 Fronteras de transformación

El ejemplo clásico de una frontera del tipo de transformación es la denominada Falla de San Andrés, en California.  Aquí las fronteras de la Placa Norteamericana y la Placa del Pacifico se deslizan una contra otra, causando terremotos de gran intensidad.  Los más intensos han sido los de 1906, 1989 y 1994 en San Francisco, ciudad ubicada prácticamente sobre la frontera de placas. Las pérdidas han sido de miles de muertos y miles de millones de dólares en daños materiales.

 Como frontera de cuarto tipo se puede mencionar la que se encuentra en la región oriental de la isla de Cuba.  La parte oriental de la isla está ubicada en el borde sur de la Placa Norteamericana, formando una zona de frontera poco definida con la Placa del Caribe.  En el sur de las provincias orientales se registran anualmente decenas de sismos de poca intensidad.

¿Y de donde sale toda esa energía? ¿Cuál es la fuerza motriz que causa el desplazamiento de las placas, que a su vez crea cadenas montañosas y da origen a volcanes y terremotos? Cuando el fondo de una vasija con agua se calienta, el agua que está cerca del fondo, más caliente y menos densa que la de las capas superiores, sube a la superficie y es sustituida por el agua mas fría de la parte superior de la vasija. 

Este proceso de convección ocurre continuamente, dando lugar a corrientes circulares en el seno del líquido.  Si en vez de agua se calienta otro líquido mas espeso como, por ej., una natilla, la convección también tiene lugar, pero el proceso ocurre mucho más lentamente.

Es conocido que la temperatura aumenta rápidamente en la medida que nos acercamos al centro de la tierra.  Por tanto, una posible explicación al origen del movimiento de las placas es la de las corrientes de convección que surgen a causa de la diferencia de temperatura entre la corteza y las  capas mas profundas. 

Se argumenta que la intrusión del magma dentro de las fronteras de las placas en separación puede proporcionar una fuerza adicional (el empuje de borde o "ridge push"). En el caso de las fronteras convergentes, el hundimiento de una porción oceánica en la frontera por la acción de la gravedad también puede proporcionar una fuerza adicional (el tirón de faja costera o "slab pull”).  Algunos científicos opinan que, en vez de las corrientes de convección, el "ridge push" y el "slab pull" son  las principales fuerzas motrices de las placas y de la deriva de los continentes.

Figura 1. Deriva de los continentes.

Figura 2. Corteza, manto y núcleo de nuestro planeta

Figura 3.  Placas terrestres.

Figura 4. Tipos de placas.  La Falla de San Andrés marca el límite de frontera entre la Placa Norteamericana y la del Pacífico.

 Figura 5.  Fronteras de placa en el mar Caribe y regiones cercanas.

Figura 6. Corrientes de convección.

Figura 7. Convección en el manto terrestre.