II. EL NACIMIENTO Y CRECIMIENTO DE LOS OCÉANOS

PARA estudiar el nacimiento y crecimiento de los océanos es necesario analizar los cambios que ocurrieron tanto en los océanos mismos como en la atmósfera a lo largo de evolución de nuestro planeta.

En diferentes épocas ha tratado de explicarse el origen de la Tierra, pero no se ha logrado aceptar como verdadera una sola hipótesis; sin embargo, la teoría más admitida en la actualidad es la de la gran explosión,¹ basada en la idea de que el Universo estuvo alguna vez concentrado, y que su expansión violenta dio origen al mundo que conocemos. El Sistema Solar nació de esa nube de gas y polvo que se convirtió en materia sólida debido a la acción de las fuerzas eléctricas y de gravitación. El Sol quedó entonces en el centro, y a su alrededor una lámina aplanada de materia que se desintegró mientras giraba y que se convirtió en los actuales planetas.

Durante la formación de la Tierra, la materia se fue acumulando hasta conformarse en cuerpos sólidos, del tamaño de los asteroides, y en objetos tal vez más grandes que alcanzaban dimensiones semejantes a las de la Luna.

Se cree que la Tierra no habría podido tomar su forma actual si en sus proximidades hubiera existido una gran cantidad de los gases primitivos presentes en el origen del sistema solar. Parece ser que esos gases fueron arrastrados, en su mayor parte, fuera de la región donde la Tierra fue formándose.

Los meteoritos, cuerpos sólidos a los que se les ha calculado una edad de 4.5 a 4.7 millones de años, constituyeron los núcleos en torno a los cuales empezaron a formarse los planetas. Puede ser que el calentamiento radiactivo del núcleo de la Tierra, estructurado éste de hierro y níquel, haya derretido y hundido los meteoritos hasta el centro, originando un aumento sustancial del calor —hasta de 100 000°C—, que a su vez terminó por fundirlo todo.

Con el tiempo fue enfriándose la bola gaseosa, y cuando las temperaturas fueron suficientemente bajas algunos gases se licuaron, mientras que algunos líquidos se solidificaron. Probablemente, las primeras sustancias que sufrieron tal cambio fueron las más pesadas, las cuales se desplazaron hacia el centro de la Tierra. Dichas sustancias conservan en la actualidad el suficiente calor para que dicho centro esté constituido por materiales semisólidos y elásticos. Poco después, las sustancias más ligeras se solidificaron también y formaron una corteza sólida alrededor del núcleo. A medida que dicha capa sólida iba engrosando se arrugaba y plegaba creando las cadenas de montañas. Esa corteza quedó rodeada en su exterior por una capa gaseosa originando un paisaje semejante al de la Luna.

Durante el proceso de acumulación de rocas, sustancias como el agua y gases inertes se concentraron debajo de la superficie de la corteza, por lo que los científicos creen hoy en día que la mayor parte del agua que existía sobre la Tierra brotó desde el interior de ella como resultado de la actividad volcánica, de la fuerza giratoria y de la gravitación de todo el cosmos. El geólogo Arnold Urey supone que alrededor del 10 por ciento del agua que se encuentra actualmente en los océanos existía ya, como agua superficial, al terminar de formarse el planeta.

En esa época la Tierra quizás estuvo rodeada por una atmósfera primitiva constituida por gases pesados como el kriptón y el xenón, por otros más ligeros, como el neón y el argón y por pequeñas cantidades de hidrógeno y helio. Con seguridad, esta atmósfera se fue perdiendo para dar lugar a una "segunda atmósfera" conformada por los materiales volátiles que escapaban del interior de la Tierra, como el nitrógeno, el bióxido de carbono y el vapor de agua; su temperatura era muy elevada debido al calor emitido por la tierra sólida, razón por la cual no existía agua líquida.

Con el tiempo, la nueva atmósfera se enfrió, y se piensa que, cuando ésta alcanzó una temperatura crítica de 374°C, el agua líquida fue apareciendo en pocas cantidades, conservándose también el vapor de agua.

Es posible que las lluvias hayan empezado a caer cuando descendió la temperatura. El agua se encontraba entonces en forma de vapor, en nubes cuyo espesor probable era de miles de kilómetros. En un principio, la corteza sólida estaba tan caliente que el agua de las lluvias, al posarse sobre ella, se evaporaba instantáneamente. Sin embargo, la temperatura bajó todavía más, lo cual permitió que en algunos puntos se depositaran pequeñas cantidades de agua líquida.

La lluvia siguió cayendo con abundancia durante siglos. Los terrenos bajos, las cuencas y hondonadas se llenaron de agua, y los ríos bajaron caudalosamente desde las montañas para dar origen a los océanos. En la actualidad, el volumen total de agua existente en el planeta es de 1 080 billones de kilómetros cúbicos, lo que representa 900 veces más que el volumen que tienen los océanos, el cual alcanza apenas 1.2 billones de kilómetros cúbicos.

Desde su origen, los mares, así como la atmósfera, han sufrido una transformación constante. Las lluvias arrastraban hacia la Tierra gases atmosféricos como el metano, el amoniaco, el bióxido de carbono y el ácido clorhídrico, que por medio de las reacciones químicas fueron integrando los compuestos característicos tanto de la tierra como de las aguas.

La composición del agua del mar se fue complementando debido a la acumulación de sales y minerales. Al principio la concentración era mínima, pero creció a medida que los ríos erosionaban la corteza sólida de la Tierra, y conforme las fuertes mareas reducían las costas a arena; además, como resultado de la influencia del clima sobre los mismos minerales metálicos, éstos se fueron añadiendo al océano en cantidades crecientes. Las sustancias disueltas se vieron incrementadas por las erupciones, probablemente muy frecuentes, de volcanes submarinos y terrestres, erupciones ocurridas debido al escaso grosor de la corteza recién formada. Todo esto produjo la salinidad del mar, que actualmente tiene un promedio de 35 gramos de sales en un litro de agua, por lo que se dice que presenta una concentración de 35 partes por mil.

Del interior de la Tierra se desprendieron también sustancias volátiles en forma de amonio —como los compuestos a base de carbono y los de nitrógeno—, que durante ese tiempo se mantenían en altas concentraciones. Tales sustancias se mezclaban con el agua de los océanos, por lo cual éstos adquirían un aspecto oscuro y parduzco.

Es posible que dichos compuestos hayan también existido en la atmósfera colaborando a formar, con el vapor de agua, densas nubes que debieron impedir a la luz del Sol llegar a la superficie de la Tierra. Entonces el planeta debió estar en oscuridad durante millones de años. Probablemente, sólo los rayos ultravioleta, los rayos X y otras radiaciones de alta energía procedentes del Sol pudieron penetrar en la capa de nubes y llegar a la Tierra.

Se ha pensado que, en un principio, la Tierra carecía de oxigeno. Esto se ha podido comprobar gracias al avance de las técnicas que permiten estudiar los meteoritos. Así, se descubrió que los meteoritos que estructuran el centro del planeta están formados por sustancias ricas en hidrógeno, y no por sustancias oxidantes.

La atmósfera oxidante del planeta, que apareció cuando éste tenía una edad aproximada de 2 000 millones de años, dio origen a la transparencia tanto de la atmósfera como del agua. En la alta atmósfera de la Tierra, el nitrógeno y el hidrógeno reaccionaron lentamente para producir amoniaco, que luego descendió a la superficie de la Tierra y se disolvió en el agua, quedando una atmósfera con poco nitrógeno y unos océanos impregnados de amoniaco.

A medida que crecían los primeros océanos, los ríos que llevaban el agua de lluvia arrastraban desde la tierra minerales disueltos, entre ellos la sustancia más abundante: el cloruro de sodio, llamado comúnmente sal; además, llegaron al océano otras sustancias químicas en cantidades menores: cloruro de magnesio, sulfato de magnesio y sulfato de calcio, entre otras. Actualmente, el cloro, el sodio, el magnesio, el azufre y el calcio son los elementos más comunes disueltos en el mar, aunque también se encuentra cobre, plomo, uranio, oro, estaño y otros.

Uno de los hechos más significativos de aquella época fue la aparición de la vida en los océanos. Los organismos vivientes más simples se pudieron formar gracias a que los compuestos químicos existentes se volatilizaron y fueron transportados a la alta atmósfera activados por la luz ultravioleta o por descargas eléctricas.

Esos compuestos, al precipitarse en forma de lluvia sobre los océanos, produjeron reacciones químicas que dieron lugar a otros compuestos los cuales fueron nuevamente llevados a la alta atmósfera y, después de volver a ser activados, cayeron otra vez a los océanos. Este fenómeno se repitió varias veces hasta que provocó la aparición de compuestos orgánicos complejos y, por fin, la de los primeros seres vivientes.

Estos acontecimientos constituyeron un factor importante para la vida y el mantenimiento de las primeras funciones vitales. Así, los océanos se poblaron con los organismos vivientes más simples, que han evolucionado gradualmente en el transcurso de miles de millones de años hasta formar la compleja fauna y flora que observamos en nuestro medio actual.

Durante esa época, el oxígeno se acumuló en la atmósfera gracias a la concentración del vapor de agua a gran altura, y debido a la fotosíntesis de los vegetales verdes con que elaboran su sustancia orgánica.

Los organismos fotosintetizadores que existían en el océano desprendían cantidades cada vez mayores de oxigeno libre, el cual reaccionó rápidamente con todo lo que encontró a su alrededor. Este fenómeno inició una profunda y lenta "revolución del oxígeno" sobre la Tierra.

Figura 5. Revolución del oxígeno.

Finalmente, esa revolución transformó la atmósfera primitiva —que contenía metano, amoniaco y ácido clorhídrico— en la atmósfera moderna compuesta por oxígeno molecular libre, que se encuentra en aquélla en 21 por ciento; por nitrógeno molecular —79 por ciento— y por bióxido de carbono —0.03 por ciento— y por vapor de agua en cantidades variables. El oxígeno molecular, además, se encuentra disuelto en el agua del océano.

También es importante destacar que, en aquella época, las moléculas del oxígeno se recombinaron y modificaron en las zonas más elevadas de la atmósfera debido a la intensidad de la radiación cósmica. Como resultado de ello se formó una capa de ozono, situada a varios miles de kilómetros de altura y que existe todavía en la actualidad. Esta capa constituye una excelente pantalla de protección contra las radiaciones de alta energía.

Así, al formarse como planeta la Tierra quedó integrada por una corteza sólida o litósfera; por una líquida o hidrósfera, que dio origen a los océanos, ríos, lagos, glaciares y agua subterránea, dejando al descubierto las partes emergidas de la litósfera, que son las que forman los continentes e islas, rodeadas por una capa externa gaseosa llamada atmósfera.

El material rocoso que apareció en las cuencas oceánicas comprimió la corteza superficial hacia los continentes, por lo cual los grandes océanos se extendieron hasta alcanzar la dimensión que se conoce en nuestros días.

Los fondos oceánicos se configuraron durante un periodo muy prolongado, y en la actualidad presentan un relieve muy rugoso. La estupenda escena oculta en las profundidades se compone de altas montañas, empinados cañones y asombrosas trincheras y hendiduras. Al conjunto de agua salada que cubrió estos fondos oceánicos, formando una masa única por estar en libre comunicación, recibió el nombre genérico de océano.

Si nos situáramos en el Polo Sur podríamos observar que las aguas rodean al continente Antártico y se extienden hacia el norte entre los demás continentes, formando tres enormes golfos. Por esta razón, la masa oceánica se ha dividido en tres partes: Atlántico, Índico y Pacífico.

Dentro del Atlántico se encuentra el mar Ártico, el mar de Noruega, las aguas del Archipiélago canadiense y todos los mares adyacentes que se comunican con él. El Pacífico baña las costas occidentales de América y las orientales de Asia, y continúa hasta el continente Antártico. El Índico está limitado por África, Asia y Oceanía.

Los geólogos marinos, basándose en las características estructurales de la corteza oceánica y de la continental, así como en la forma de los fondos oceánicos, han propuesto una clasificación para diferenciar los cuerpos de agua marina.

En esta clasificación, los océanos Atlántico, Pacífico e Índico son considerados como verdaderos océanos, puesto que alcanzan una profundidad promedio de 3 000 metros, cubren cortezas oceánicas y tienen áreas de más de 10,000,000 de kilómetros cuadrados.

Los geólogos han dividido los mares en: continentales, cuya profundidad no excede los 1 500 metros y cuya corteza, debajo sus aguas, es de tipo continental, como la del Mar del Norte; Interiores: estos mares tienen una profundidad de menos de 5 000 metros y un área no mayor de 500,000 kilómetros cuadrados; sus fondos pueden ser tanto de corteza oceánica como continental; por ejemplo, el Mar Negro y el Mar Caribe. También se considera al Mar Mediterráneo por presentar una profundidad de 1 000 a 2 500 metros.

Clasificación geológica de los océanos y mares.

TIPO	CARACTERISTICAS	EJEMPLO
Océano	Profundidad superior a 3 000 metros; área de 1 millón de kilómetros cuadrados; corteza oceánica.	Océano Atlántico
Mar continental	Profundidad inferior a 1 500 metros, corteza continental	Mar del norte
Mar interior	Profundidad inferior a 500 metros; área inferior a 500 000 kilómetros cuadrados; corteza oceánica o continental.	Mar Negro
Mar mediterráneo	Profundidad de 1000 a 2500 metros, área inferior a 1 millón de kilómetros cuadrados; corteza oceánica.

A pesar de los enormes progresos realizados durante el presente siglo en todas las ramas de la ciencia, al hombre le quedan múltiples misterios por resolver. Uno de ellos es el relacionado con el origen de esa gran masa de agua, que es el océano. Cabe subrayar que al respecto sólo existen conjeturas, y que aún queda mucho por investigar a fin de entender mejor la evolución del planeta.

NOTAS

1 Véase Luis F. Rodríguez, Un universo en expansión, La ciencia desde México 1, FCE/CONACYT, México, 1986