I. OCEANOGRAF�A GEOL�GICA

NUESTRO planeta, cuya edad es de alrededor de 5 000 millones de a�os, ha estado sometido a constantes cambios, a lo que se denomina Din�mica de la Tierra o Geodin�mica. Algunos de estos fen�menos pueden ser observados por el hombre, pues ocurren con rapidez, como un alud de nieve, un hurac�n, un cicl�n, un terremoto o una erupci�n volc�nica; sin embargo, en su mayor parte suceden con tanta lentitud que el tiempo de vida de un hombre, e incluso el de muchas generaciones, no bastar�an para poder apreciarlos. Los procesos actuales de la corteza terrestre son, dentro de ciertos l�mites, los mismos que se han generado durante cientos de millones de a�os.

La forma y la estructura terrestre no son inmutables; ambas se transforman continuamente debido a la acci�n de distintos fen�menos geol�gicos, que se presentan ya sea a corto plazo, como un terremoto, o a trav�s de un permanente proceso de evoluci�n.

A lo largo del tiempo, la forma de la Tierra ha sido definida de diferente manera por los cient�ficos. Primero se consider� que se trataba de una esfera de aproximadamente 13 000 kil�metros de di�metro, pero despu�s con el apoyo de t�cnicas m�s refinadas, se lleg� a la conclusi�n de que era un esferoide, aplanado, como consecuencia de los abultamientos ecuatoriales causados por la rotaci�n de la Tierra, de tal manera que el di�metro ecuatorial calculado en 12 756 kil�metros es 42 kil�metros m�s grande que el polar, que es de 12 714 kil�metros.

Figura 1. Dimensiones de la Tierra.

A partir de las observaciones realizadas desde sat�lites se descubrieron dos depresiones en el hemisferio Norte, las cuales dan a nuestro planeta la forma de una pera. Los cient�ficos han coincidido en que �ste es geoide, por cuanto de que su forma no corresponde totalmente a la de una figura geom�trica determinada.

Las investigaciones en torno a la detecci�n de terremotos han revelado que la Tierra est� integrada por una serie de capas sobrepuestas conc�ntricamente que van del centro a la superficie. La m�s externa, denominada corteza s�lida o lit�sfera, tiene un grosor promedio de 35 kil�metros y est� en contacto con la capa gaseosa (atm�sfera) y con la capa l�quida (hidr�sfera). Probablemente la lit�sfera fue continua en un principio; en la actualidad se encuentra interrumpida por los continentes.

Dentro de la lit�sfera hay tres capas conocidas con el nombre de manto, cuyo grosor total es de 2 865 kil�metros y las cuales se componen de materiales met�licos que decrecen conforme se acercan a la superficie.

Debajo del manto se localizan otras tres capas que forman el centro, n�cleo central o nife, de 3 473 kil�metros y conformado principalmente por n�quel y hierro; su capa m�s interna es s�lida y se encuentra rodeada por una capa l�quida y homog�nea.

La corteza terrestre o lit�sfera, que tiene una funci�n estructural, puede diferenciarse en dos tipos: corteza continental, que es m�s gruesa, alcanza hasta 35 kil�metros y est� formada sobre todo por rocas de tipo gran�tico, y corteza oce�nica, m�s delgada, de 5 kil�metros de ancho y constituida por rocas bas�lticas de alta densidad y colores oscuros.

Los materiales rocosos de la corteza se pueden clasificar en �gneos, sedimentarios y metam�rficos.

Los �gneos formaron la corteza original de la Tierra; provienen de rocas que fueron derretidas por el fuego y que, al enfriarse, dieron origen a la roca s�lida, como el granito, muy com�n en la corteza continental; el basalto, en la oce�nica, y la andesita, abundante en las islas oce�nicas y en las monta�as. Al material �gneo derretido se le denomina magma.

La corteza �gnea es transformable, pues se halla expuesta a la continua acci�n de agentes f�sicos y qu�micos. Por ejemplo, las corrientes de agua y la fuerza de los vientos son capaces de descomponerla y desintegrarla, en forma tal que llega a deslizarse hacia parajes m�s bajos provocando la llamada sedimentaci�n, que es m�s intensa en los lagos, pantanos, lagunas, desembocadura de los r�os y en el fondo de los mares. Cuando dichos restos se solidifican o consolidan, adquieren una consistencia de verdaderas rocas a las cuales se denomina sedimentarias. Por cierto, algunas de ellas no llegan a consolidarse totalmente, y quedan por ello en forma de arena y fango.

Si se encuentran sujetas a altas temperaturas, a presiones o a ciertos fluidos subterr�neos qu�micamente activos, tanto la corteza �gnea como la sedimentaria pueden transformarse en material metam�rfico (es decir, la roca original se transforma). Existe un proceso que afecta a los tres tipos de roca: con el tiempo y de acuerdo con las condiciones que las rodean, puede cambiar de un tipo a otro.

La corteza continental est� formada por las partes emergidas de la lit�sfera, que constituyen los continentes y las islas, mientras que la corteza oce�nica est� cubierta por el agua de los oc�anos y mares. El fondo oce�nico est� conformado principalmente por rocas �gneas bas�lticas, sobre las cuales se encuentra una capa de sedimentarias, que pueden o no estar consolidadas.

Figura 2. Ciclo de las rocas.

Todas las rocas �gneas bas�lticas est�n formadas por elementos y compuestos qu�micos llamados minerales como el cuarzo, los fosfatos, el manganeso, el oro, el yeso, la arcilla, el diamante y la calcita, entre otros. Adem�s de minerales, las rocas sedimentarias pueden contener compuestos org�nicos de origen vegetal y animal como el petr�leo, el gas natural, el carb�n, etc�tera.

Todo ese material que contiene la corteza ha sido y es de gran importancia econ�mica, y constituye asimismo una fuente inagotable, como elemento de estudio, para la investigaci�n cient�fica.

La geolog�a es la ciencia que estudia la din�mica de los cambios que ha sufrido la Tierra a trav�s del tiempo —bas�ndose en el an�lisis de las rocas y en la observaci�n de las monta�as, las planicies y las profundidades oce�nicas— con el fin de explicar tanto el origen de los continentes y oc�anos como la diversidad de la superficie terrestre.

Cuando tales estudios se aplican al conocimiento de la corteza terrestre que est� cubierta por las aguas oce�nicas, se le llama oceanograf�a geol�gica o geolog�a marina, cuyo objetivo principal es conocer la historia del planeta.

Esta disciplina puede definirse como el estudio geol�gico de la superficie terrestre cubierta por el agua del mar, de las islas oce�nicas y de las zonas costeras y entre otras cosas se ocupa del origen de los bordes continentales, de las cuencas oce�nicas y de las formaciones geol�gicas con ellas relacionadas; la composici�n, estructura, estratigraf�a e historia de los sedimentos y rocas que subyacen en los oc�anos; los procesos de erosi�n, acarreo y depositaci�n de los materiales geol�gicos en diversas condiciones climatol�gicas; y la comparaci�n de sedimentos y medios marinos antiguos y modernos.

En un principio, los oc�anos cubrieron casi la totalidad de la corteza terrestre, donde se depositaron los primeros sedimentos, que eran principalmente de origen inorg�nico. Durante la evoluci�n geol�gica de la Tierra, el nivel del agua fue bajando hasta que cubri� �nicamente, las tres cuartas partes del planeta, por lo cual quedaron al descubierto extensas zonas de tierra, es decir, los continentes e islas, donde se depositaron nuevos sedimentos.

Es razonable presuponer que el 75 por ciento de los sedimentos existentes en la actualidad en la corteza terrestre son de origen marino. Prueba de ello es que en muchas zonas terrestres se observa esta clase de sedimentos marinos antiguos.

Los sedimentos marinos, adem�s del inter�s cient�fico, tienen un creciente inter�s pr�ctico, en virtud de que la humanidad utiliza cada vez m�s las costas y los fondos de los mares para extraer principalmente hidrocarburos; por esta raz�n, a los ge�logos marinos se les identifica por sus actividades relacionadas con la explotaci�n petrolera.

Estos ge�logos analizan los sedimentos marinos actuales con el objeto de conocer sus caracter�sticas, as� como los procesos en que se forman y modifican; por lo dem�s, dichos conocimientos se utilizan —por analog�a— para estudiar los sedimentos antiguos que concentran material explotable, como el petr�leo y el azufre.

Mediante el estudio de los distintos sedimentos oce�nicos es posible conocer las caracter�sticas del ambiente en el que se produjo la sedimentaci�n, como la topograf�a o forma del fondo, la profundidad y la din�mica del agua, tanto en la zona de estudio como en las �reas que la circundan. De esta manera se puede determinar la procedencia de las part�culas sedimentarias, cuyo origen se encuentra en las precipitaciones qu�micas, en los dep�sitos de esqueletos o en la materia org�nica derivada de seres vivos marinos.

Los continuos cambios que ha sufrido la corteza terrestre y sus sedimentos a trav�s de la historia del planeta se pueden interpretar estudiando la configuraci�n de los fondos oce�nicos, es decir, la topograf�a, que nos proporciona gran cantidad de datos acerca del pasado de la Tierra y de las particularidades que presenta en la actualidad.

A partir de tales estudios se elaboran mapas —llamados paleogeogr�ficos— de la geograf�a de �pocas antiguas en los que se muestra la manera en que la tierra y el mar se encontraban delimitados en un determinado momento de la historia geol�gica.

Para trazar los mapas paleogeogr�ficos se utilizan los resultados del estudio de los sedimentos marinos. Uno de los primeros factores a tomarse en cuenta para ello es la batimetr�a; esto es, la profundidad que tuvieron los fondos marinos en otra �poca. As�, un periodo determinado de tiempo se puede reconstruir mediante el estudio de los restos animales o vegetales que han podido conservarse durante un lapso suficientemente largo. Dichos restos reciben el nombre de f�siles.

Como resultado de los estudios que se hacen empleando m�todos radiactivos para determinar las edades de las rocas y de los f�siles que se encuentran en ellas, se han podido establecer las posibles eras por las que ha pasado nuestro planeta, as� como la duraci�n de las mismas, que se mide en millones de a�os. Los ge�logos dividen la escala del tiempo geol�gico en cinco eras:

La Azoica, en donde se sit�a a las rocas m�s antiguas y cuya posible duraci�n fue de 3 000 a 3 300 millones de a�os; en ella no se encuentran indicios de vida.

La Prec�mbrica, de aproximadamente 1 500 millones de a�os de duraci�n. En esta era se hallaron los primeros materiales de probable origen org�nico y que, por tanto, son signos de la existencia de vida.

La Paleozoica, que abarc� de 300 a 500 millones de a�os de duraci�n caracterizada por haberse iniciado la formaci�n de la estructura actual de los continentes; contiene a representantes muy peculiares de diferentes grupos vegetales y animales.

La Mesozoica, de 130 a 150 millones de a�os de duraci�n, en cuyo transcurso los mares avanzaron y retrocedieron sobre los continentes. Ha sido llamada tambi�n Era de los reptiles, tanto por el n�mero como por el gran tama�o que alcanzaron entonces dichos animales.

La Cenozoica, considerada la de m�s corta existencia, pues dur� de 60 a 75 millones de a�os. Durante esta etapa, el relieve terrestre adquiri� su aspecto actual. Asimismo, en ella apareci� y se desarroll� el hombre.

El comienzo y la terminaci�n de las eras geol�gicas no han sido fijados arbitrariamente, puesto que se hicieron coincidir con acontecimientos geol�gicos y biol�gicos de importancia, mismos que se han presentado a lo largo de la historia de la Tierra.

Escala del tiempo geol�gico.

ERA	DURACIÓN (millonesde años)
Azoica	300-330
Precámbrico	1 500
Paleozoica	300 - 500
Mezozoica	130 - 150
Cenozoica	60 - 75

Para efectuar una reconstrucci�n paleogeogr�fica es fundamental conocer los datos sobre los climas antiguos, cuyas variaciones se pueden suponer comparando la distribuci�n de la flora y fauna del pasado con la del presente, pues tal distribuci�n es ocasionada precisamente por el efecto de los diferentes climas. Por ejemplo, es f�cil distinguir los f�siles representativos de los polos y los tr�picos; sin embargo, es dif�cil hacerlo cuando se trata de f�siles situados en �reas con leves y locales variaciones de clima. A estos estudios se les denomina paleoclim�ticos.

Se le llama paleontolog�a a la ciencia que estudia los restos de organismos animales o vegetales conservados por un tiempo largo dentro de las rocas sedimentarias de nuestro globo. Esta ciencia guarda estrecha relaci�n con la geolog�a y la biolog�a.

Figura 3. F�siles de animales marinos.

Gracias a los avances de los estudios paleogeogr�ficos, paleoclim�ticos y paleontol�gicos se ha ido aclarando el conocimiento acerca de la evoluci�n de la Tierra. Pero, a pesar de estos adelantos, los cient�ficos siguen divididos en dos grupos en lo que se refiere a la explicaci�n del origen de los continentes y de los fondos marinos actuales.

Uno de los grupos sostiene que, tomando en cuenta la forma actual de la superficie terrestre, los oc�anos se formaron debido a un hundimiento gradual de la Tierra que trajo aparejada una elevaci�n compensatoria en los bordes de la zona hundida.

El otro grupo defiende la teor�a de la traslaci�n o migraci�n de los Continentes, llamada tambi�n teor�a de la deriva continental, que se inici� con las observaciones del naturalista brit�nico Francis Bacon en 1620. Este cient�fico, cre�a que la forma peculiar que presentan los continentes a ambos lados del Atl�ntico no se deb�a a una mera coincidencia; es decir, Bacon supuso que tanto el continente americano como el europeo formaron parte de una masa continental originaria que se fragment�.

La teor�a de la deriva continental se basa en la semejanza que muchas costas presentan en los lados opuestos de los oc�anos, de tal manera que podr�an embonar unos con otros como las piezas de un rompecabezas. Esta tesis fue presentada en 1910, por F. B. Taylor en Estados Unidos. Sin embargo, debe considerarse al geof�sico alem�n Alfred Wegener como al creador de esta hip�tesis pues en 1912 la dio a conocer mas ampliamente en su obra El origen de los continentes y oc�anos .

Desde su inicio, esta teor�a provoc� serias discusiones entre los cient�ficos, sobre todo por los argumentos que Wegener utilizaba para explicarla. En la actualidad, la teor�a de la deriva continental gana cada vez m�s adeptos, en virtud de que los geof�sicos descubrieron que los campos magn�ticos de los estratos terrestres m�s antiguos no est�n en un eje Norte-Sur, lo cual explica que, al desplazarse, las masas de tierra hayan girado lentamente sobre el eje ecuatorial, separ�ndose los continentes con la forma que actualmente presentan. Asimismo otros estudios realizados por algunos bi�logos, encontraron un gran parecido entre la flora y la fauna de la Am�rica del Sur y de África, lo que favorece a esta teor�a.

La teor�a de la deriva continental sostiene que la historia de la Tierra ha pasado por cuatro fases. En la primera, se supone que las masas continentales estaban unidas formando un solo continente —o protocontinente —, al que se le llam� Pangea y que posiblemente existi� hasta hace 200 millones de a�os.

En la segunda fase, hace 135 millones de a�os, se cree que la zona norte y la sur empezaron a separarse, por razones desconocidas, formando dos grandes bloques continentales, el Gondwana situado en el Sur y constituido por Sudam�rica, �frica, Madagascar, India, Australia y la Ant�rtida; y Laurasia, al Norte, formado por Am�rica del Norte, Groenlandia, Europa y Asia.

En la tercera fase, hace 65 millones de a�os se supone un desplazamiento hacia el Norte de la mayor parte de los continentes, con excepci�n de la Ant�rtida, que lo hizo hacia el Sur, y de Am�rica, que se movi� hacia el Oeste.

Por �ltimo, se asegura que en la cuarta fase los continentes alcanzaron sus actuales posiciones. En este caso se considera que la formaci�n de las monta�as se debi� al replegamiento de la corteza de los bloques continentales, originado a su vez por la fricci�n ocurrida al desplazarse �sta sobre el material que se encuentra debajo de la corteza.

Existe la predicci�n de que durante 50 millones de a�os Am�rica continuar� desplaz�ndose hacia el Oeste y Eurasia hacia el Este.

Figura 4. Fases de la deriva continental.

Seg�n los ge�logos contempor�neos, este desplazamiento se debe a que la lit�sfera, que se fractura f�cilmente, se encuentra asentada sobre la primera capa del manto, la cual tiene una consistencia fluida debido a sus altas temperaturas. Esto permiti� que la lit�sfera se dividiera en 6 placas tect�nicas, que se han movido independientemente, ya sea de manera paralela o por choque entre s�, lo cual hace que se desplace una por debajo de otra; a este fen�meno se le conoce como tect�nica de placas.

Dichos estudios que tratan de explicar la historia de la Tierra pertenecen a la geof�sica, rama de la geolog�a que ha alcanzado un desarrollo considerable en el campo marino, sobre todo por el avance —logrado en los �ltimos 50 a�os— de t�cnicas como la sismolog�a, la gravimetr�a (medici�n de la gravedad) y el geomagnetismo (estudio del magnetismo terrestre).

La utilidad de la geolog�a marina se ampl�a cada vez m�s, pues aparte de la informaci�n cient�fica, proporciona otros datos que dan la pauta para aprovechar recursos marinos como los hidrocarburos y los aceites minerales combustibles. Un dato interesante es que estos recursos provienen de organismos muertos que se depositaron con los sedimentos en los fondos someros de los mares hace millones de a�os.

La oceanograf�a geol�gica o geolog�a marina no es una ciencia puramente te�rica o especulativa; por lo contrario, tiene una aplicaci�n directa en un gran n�mero de actividades humanas. Gracias a esta ciencia el hombre puede conocer la potencialidad de los recursos geol�gicos del mar y aprovecharlos de manera racional para su beneficio.