Las placas tectónicas y lo poco que sabemos sobre ellas

por Natalie Angier

La teoría de la tectónica de placas es uno de los grandes avances científicos de nuestro tiempo, junto con la teoría de la evolución de Darwin y la teoría de la relatividad de Einstein.

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.

Sin embargo, no hay remedio garantizado contra la crisis de la mediana edad, así, resulta que medio siglo después de que por primera vez se dilucidaran los mecanismos de la tectónica de placas, los geólogos se están enfrentando a vacíos sorprendentes en su conocimiento de un concepto que es realmente la piedra angular de su profesión.

Están debatiendo acerca de cuándo exactamente comenzó todo el sistema de placas movibles. ¿Es casi tan antiguo como el planeta mismo -es decir, unos 4500 millones de años- o tiene apenas mil millones de años o está a la mitad?

Se están preguntando qué hizo en una primera instancia que se separara la capa y cómo empezó el diligente reciclamiento de la corteza terrestre.

Están comparando a la Tierra con su planeta hermano, Venus. Los dos planetas son aproximadamente del mismo tamaño y están formados por material rocoso similar, pero la Tierra tiene placas tectónicas, y Venus, no. Los científicos desean saber por qué.

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 hayan proporcionado nutrientes muy importantes en momentos claves de la creatividad biológica, como la legendaria explosión del Cámbrico de hace 500 millones de años, cuando aparecieron los ancestros de las formas de vida moderna.

“No se había pensado muy claramente sobre la relación entre los procesos profundos de la Tierra y la biología de la superficie de la Tierra en el pasado, pero eso está cambiando con rapidez”, comentó Aubrey Zerkle, geoquímica de la Universidad de Saint Andrews en Escocia.

Cada vez es más evidente que “se necesita la tectónica de placas para mantener la vida”, añadió 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”.

Robert Stern, geocientífico de la Universidad de Texas, campus Dallas, sostiene que si estamos buscando otro planeta para colonizar, debemos evitar los que tengan señales de actividad tectónica de las placas. 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”.

‘Una forma relativamente inocua de que la Tierra pierda calor’

La idea de que los continentes no están fijos sino que viajan alrededor del mundo se remonta a varios siglos atrás, cuando los cartógrafos comenzaron a observar la complementariedad de diversas masas de tierra, por ejemplo, la forma en que la protuberancia del noreste de Sudamérica parece como si cupiera perfectamente en el hueco de la costa suroccidental de África.

Sin embargo, no fue sino hasta mediados del siglo XX cuando la noción genérica de la “deriva continental” se transformó en una teoría sólida, con 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, una combinación de placas oceánicas relativamente delgadas y densas que surcan hacia abajo, y placas continentales más gruesas y ligeras que se tambalean hacia arriba.

En las grietas grandes del fondo del mar, sube la roca que se derrite procedente del manto subyacente y se incorpora a las placas oceánicas. En otros puntos de fractura de la corteza, en una acción llamada subducción, las placas oceánicas vuelven a hundir su masa hacia adentro, que es devorada y fundida en el manto.

De la misma manera, las placas continentales que surcan en lo alto son empujadas por la actividad magmática de abajo y estas se deslizan a un ritmo promedio que va de 2,5 a 5 centímetros al año, a veces chocando entre sí para formar algo como la cordillera del Himalaya, por ejemplo, o alejándose para formar 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 enorme calor interno que el planeta ha almacenado desde su violenta formación.

Y a pesar de que quizá las placas que se desplazan y se derrumban parezcan inestables inherentemente -unos cimientos no adecuados en donde formar una familia-, el resultado final es un nivel sorprendente de estabilidad. “La tectónica de placas es una forma relativamente inocua de que la Tierra pierda calor”, señaló 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 este mecanismo permite que la Tierra conserve en general un ambiente más estable y benigno”, añadió.

El agua es reciclada constantemente entre el manto y la corteza

En el extremo opuesto del debate sobre los orígenes está Stern, quien sostiene que la tectónica de placas tiene solo mil millones de años o menos, y que la Tierra pasó sus primeros 3500 millones de años con una sencilla “tapa única” como su capa externa: una corteza plagada de volcanes y otros recursos de ventilación del calor, pero sin placas en movimiento ni subducción ni reciclamiento entre el interior y el exterior.

La mayoría de los geólogos optan por tomar una postura intermedia. “La ciencia es un proceso democrático”, comentó Michael Brown, geólogo de la Universidad de Maryland y editor de la publicación sobre este tema, “y la idea que prevalece es que la Tierra comenzó a mostrar comportamientos similares a la tectónica de placas hace 2500 a 3000 millones de años”.

Claramente, 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 3600 millones de años. Sin embargo, los científicos consideran a la tectónica de placas como algo vital para la evolución constante de esa vida primigenia.

La actividad tectónica de las placas no solo ayudó a estabilizar el sistema que administra el calor de la Tierra. Este movimiento mantuvo en circulación un suministro constante de agua entre el manto y la corteza, en vez de que esta se evaporara gradualmente de la superficie.

También impidió la peligrosa acumulación de gases de efecto invernadero al absorber el exceso de carbono del océano y desplazarlo hacia abajo de la tierra. Reorganizó las montañas y pulverizó las rocas, y así liberó nutrientes y minerales esenciales como el fósforo, el oxígeno y el nitrógeno para que se usaran en el creciente carnaval de la vida.

Fuente:

Natalie Angier, Las placas tectónicas y lo poco que sabemos sobre ellas, 20/12/18, The New York Times. Consultado 25/12/18.