VIII. LAS GRANDES INC�GNITAS

EN CAP�TULOS anteriores se mencionaron ya algunas de las m�ltiples lagunas que hay actualmente en la descripci�n del modelo; varias de las referentes al estado actual y al pasado reciente de las placas terrestres seguramente podr�n ser resueltas al contar con m�s y mejores datos, pero las referentes al pasado antiguo requerir�an para su soluci�n del conocimiento exacto del mecanismo que mueve las placas.

Sabemos que dicho mecanismo involucra procesos que ocurren a grandes profundidades en el interior de la Tierra que no podemos observar de manera directa. Naturalmente, se han elaborado muchos modelos del interior del planeta (casi tantos como cient�ficos se han dedicado a la materia) que satisfacen igualmente bien las pocas observaciones indirectas con que contamos, lo cual significa que en realidad no se sabe bien qu� ocurre all�.

En este cap�tulo recapitularemos algunas de las actuales inc�gnitas y veremos algunos de los posibles modelos que se han propuesto para explicarlas.

VIII.1. LAS FRONTERAS ENTRE LAS PLACAS. EL PAPEL DE LAS MICROPLACAS

Existen (como se puede entrever en el cap�tulo VI) inc�gnitas respecto a algunas de las fronteras entre las placas y los procesos que ocurren en ellas. Como ejemplos podemos mencionar las fronteras entre Norteam�rica y Sudam�rica, entre Norteam�rica y Eurasia, entre Europa occidental y �frica, y entre el Caribe y Cocos. El sencillo cuadro inicial que explica a grandes rasgos los procesos entre las principales placas (definidas mas o menos intuitivamente) ha adquirido, gracias a la cantidad de nuevas observaciones, gran nitidez general, pero se ha vuelto confuso en donde los datos no son aun suficientes.

Para la definici�n de las fronteras entre placas es particularmente importante el papel que pueden desempe�ar las microplacas en lugares donde ocurre fuerte deformaci�n, a menudo en los entornos de los puntos triples. Estos lugares, donde las fronteras entre placas, consideradas lineales por el modelo, se transforman en deformaciones y rupturas que abarcan un �rea entera, posiblemente puedan reducirse a interaciones entre microplacas que integren el �rea, pero hacerlo requerir� sin duda cantidad de estudios previos.

VIII.2. EL EJE NEOVOLC�NICO MEXICANO

En los arcos de islas o de monta�as asociados con las zonas de subducci�n, se encuentra casi siempre que los volcanes (si los hay) se hallan bonitamente alineados paralelamente a la trinchera. El casi de la frase anterior significa M�xico, donde existe un eje (tambi�n llamado cintur�n, banda o zona) que cruza el continente, aproximadamente en direcci�n este-oeste, donde los volcanes est�n alineados, pero no a lo largo de la trinchera.

La figura 70 muestra los volcanes del Eje Neovolc�nico Mexicano (ENM), que podr�a considerarse comunicado, por medio de los volcanes Chich�n y Tacan�, con la l�nea de los volcanes centroamericanos que son paralelos a la trinchera. El eje se llama neovolc�nico porque los volcanes que lo componen surgieron entre el Oligoceno (�poca en que entraron en contacto la placa del Pac�fico y la Norteamericana) y el Cuaternario. Extra�amente, sus lavas son calcoalcalinas (< 53% de s�lice), y no andes�ticas (53-6O% de s�lice) que son las t�picas del vulcanismo continental cercano a la trinchera.

�Por qu� ocurre esto? No se sabe. Algunos investigadores han propuesto que se debe a la subducci�n de la dorsal de Tehuantepec (indicada en la figura). Pero, aunque es muy probable que este proceso influya grandemente en la sismicidad, su influencia en el vulcanismo es m�s que dudosa, ya que �ste parece reacercarse a la trinchera justo donde se encuentra la dorsal, y el vulcanismo al sureste de �sta no aparece desalineado.

Figura 70.

La soluci�n es probablemente mucho m�s compleja; n�tese que en la mayor parte de las reconstrucciones de paleocontinentes aparece s�lo la parte norte de M�xico. Algunos investigadores han propuesto que la parte sur de M�xico est� constituida de uno o m�s terrenos al�ctonos (es decir, originados en otro lado) que se han integrado a la placa Norteamericana posiblemente durante el Jur�sico. Otros han encontrado evidencias de fuertes movimientos transcurrentes a lo largo del ENM, lo que ha llevado a proponer zonas de debilidad por donde asciende el magma. Se han propuesto rotaciones del continente, paleotrincheras alineadas con el ENM, deformaci�n de la placa subducida, deformaci�n de las isotermas baj� la placa, etc�tera.

En resumen, el ENM es una gran inc�gnita de la tect�nica de placas.

VIII.3. PUNTOS CALIENTES Y PLUMAS

Existen cadenas de islas volc�nicas y de montes submarinos (MS) que no est�n asociadas a alguna zona de subducci�n, y algunas de ellas se encuentran, como la cadena de Hawai-Emperador (Figura 71) en el centro de una placa. Adem�s, si se estudia la edad de las componentes de la cadena, se encuentra que la edad aumenta conforme uno se aleja de uno de los extremos y que la actividad volc�nica disminuye con la edad.

Figura 71.

Parece como si se tratara de una fuente de lava, fija en un punto, por encima de la cual pasara la placa litosf�rica; no se explica c�mo una fuente que viaja por debajo de la placa, debido a que a veces puede haber varias cadenas en una placa y todas se comportan de la misma manera. Es una fuente enorme de energ�a, por ejemplo la cadena de Hawai-Emperador incluye volcanes que tienen, medida desde el fondo oce�nico, una altura comparable a la del Everest, y los ha estado produciendo, usualmente varios a la vez, desde hace 70 millones de a�os.

Estas fuentes de lava son llamadas puntos calientes, y se supone (aunque hay quienes se oponen a este modelo) que son producidos por plumas, esto es, corrientes angostas (unos 150 km de di�metro) de material caliente que ascienden r�pidamente (1-2 m/a�o) desde las profundidades del manto, y deben provenir de grandes profundidades, probablemente del manto inferior, para no ser arrastradas por el movimiento de la lit�sfera.

Existen m�s de 120 puntos calientes que han estado activos en los �ltimos 10 Ma, distribuidos sobre oc�anos y continentes como se muestra en la figura 72, donde los m�s activos (como Hawai, Azores, Canarias, Santa Helena, etc.) est�n indicados con un doble c�rculo. Ya que varios de ellos se encuentran cercanos a cordilleras mesooce�nicas se ha propuesto que uno o varios puntos calientes pueden originar una ruptura y un centro de expansi�n; tambi�n se ha dicho que es el material ascendente de estos centros el que favorece la ascensi�n de una pluma; el hecho es que hoy d�a a�n no se sabe qu� determina su posici�n.

Adem�s de por su papel en la creaci�n de zonas de actividad geot�rmica y posibles centros de expansi�n, los puntos calientes son de inter�s para los geof�sicos porque, si no se mueven de su posici�n pueden servir de marco de referencia para conocer los verdaderos movimientos de las placas (generalmente, lo que se conoce son los movimientos relativos de unas placas con respecto a otras). Pero, �se mueven o no? Esto en la actualidad es motivo de animadas discusiones en las que unos afirman que se mueven con velocidades (nada despreciables) del orden de 0.8 a 2 cm/a�o, y los que afirman que est�n quietos. Algunos otros afirman que la pluma no se mueve, pero si pasa encima de ella una zona de fracturas u otra estructura que le proporcione una v�a f�cil para subir, el magma puede seguir ese camino y aparecer en la superficie desviado de su lugar original, lo que puede hacer parecer que s� se mueven.

Figura 72.

De cualquier forma, los puntos calientes han sido usados como marco de referencia en varios estudios, con resultados aceptables dentro del error experimental. La figura 40 que muestra las velocidades de las placas principales es un ejemplo de determinaciones referidas a este marco. Las determinaciones de edad en los volcanes de las cadenas producidas por puntos calientes han aportado datos muy valiosos acerca de la velocidad y direcci�n del movimiento de varias placas.

Qu� son los puntos calientes, qu� los produce, qu� determina su posici�n, cu�l es su papel (si es que tienen alguno) en el proceso de tect�nica de placas, son actualmente importantes inc�gnitas.

VIII.4. EL MOTOR QUE MUEVE LAS PLACAS

�sta es la gran inc�gnita. El que las placas se mueven es ya generalmente aceptado, as� como sus implicaciones tect�nicas, pero todav�a no hay un modelo universalmente aceptado del proceso que las mueve.

Entre los modelos menos aceptados podemos mencionar el de deriva al Oeste, que propone que, debido a que est�n desacopladas del resto del planeta por la asten�sfera, al girar �ste las placas por inercia derivan hacia el oeste. Como unas son m�s grandes que otras y algunas tienen mayores monta�as y ra�ces, la inercia y el grado de desacoplamiento no es igual para todas, por lo que existe movimiento relativo entre ellas. Sin comentarios.

Casi todos los dem�s modelos proponen al calor interno de la Tierra, producido o mantenido por radiactividad natural, como fuerza motriz que produce corrientes de convecci�n. Las corrientes de convecci�n son las que se producen en un l�quido cuando se calienta r�pidamente por su parte inferior, como se muestra en la figura 73a, el material caliente asciende y se enfr�a arriba, mientras que el material fr�o desciende y se calienta abajo, formando una celda (c�lula) de convecci�n. Convecci�n es el proceso de transferencia de calor mediante movimiento del medio (a diferencia de los otros m�todos de transferencia del calor que son conducci�n y radiaci�n).

Si la fuente de calor se reparte en la parte inferior se pueden formar varias celdas de convecci�n (Figura 73b); y si en vez de una capa plana de l�quido tenemos una esf�rica, la convecci�n en el manto podr�a verse como la figura 73c si involucrara al manto superior solamente, o como la 73d, si involucrara al manto completo. Este �ltimo proceso har�a imposible la diferenciaci�n de los mantos, pues mezclar�a sus materiales, por lo que la convecci�n del manto entero debe consistir de dos o m�s capas de celdas, como la mostrada en la figura 73e. Hasta la fecha existe la disputa entre los "todomantistas", que opinan que convecciona el manto entero, y los "mantosuperioristas", que dicen que convecciona s�lo el manto superior. Un modelo de convecci�n tridimensional que produjera una corriente ascendente bajo una cordillera oce�nica se muestra en la figura 73f.

Figura 73.

Los primeros modelos motores propusieron la existencia de corrientes de convecci�n que acarreaban a las placas arrastr�ndolas por la parte inferior. Este modelo dec�a que los centros de expansi�n correspond�an a los sitios donde se encuentra la corriente ascendente de las celdas, mientras que las zonas de subducci�n correspond�an con las corrientes descendentes.

Tres grandes problemas (y varios peque�os) no pudieron ser explicados por este modelo: i) no se pudo hallar la menor se�al de la regularidad geom�trica que siempre presentan las celdas de convecci�n; ii) no explicaba como pod�an las corrientes arrastrar a la lit�sfera si �sta se encuentra desacoplada por la asten�sfera; iii) las zonas de Wadati-Benioff indican que la corteza desciende en una direcci�n inclinada y no verticalmente como requerir�an las corrientes de convecci�n.

Entonces se pens� en ampliar el concepto de convecci�n de modo que incluyera el acarreo de calor por movimientos del medio, pero no en forma de celdas regulares; el material caliente asciende hasta alcanzar los centros de dispersi�n, el material fr�o (las placas) desciende siguiendo una direcci�n cualquiera y el material del manto se reacomoda seg�n sea necesario. Primero se plante� que las placas podr�an ser empujadas por el nuevo material creado en los centros de expansi�n, pero no se explicaba (entre otras cosas) c�mo la placa, siendo delgada y estando caliente cerca de �stos, pod�a transmitir la fuerza en vez de deformarse.

Despu�s se propuso que fuera la placa antigua subducida la que jalara al resto de la placa. Algunos de los problemas que no pod�a explicar eran: c�mo pod�a jalar desde un extremo al resto de la placa con fuerza suficiente sin que �sta se rompiera, y por qu� las placas con trincheras muy extensas no subducen m�s r�pidamente que las otras.

El proponer que ambos efectos, empuje y jal�n, actuaran a la vez tampoco pudo resolver los problemas. Sin embargo, ya se hab�a dado un paso muy importante que fue considerar que las placas no s�lo son arrastradas sino que forman parte integral del proceso de convecci�n.

Al estudiar que la profundidad del fondo oce�nico aumenta con la edad del mismo, surgi� la idea (ya presentada en el apartado V.2) de que el material caliente cercano al centro de expansi�n levanta la corteza y �sta es impulsada por su propio peso de la misma forma que una persona es impulsada por su peso al resbalar por un tobog�n (v�ase la figura 24). Al fin del "tobog�n", la parte subducida de la placa puede jalar al resto (v�ase el apartado V.3), pero es un efecto m�s bien complementario.

�ste es el tipo de motor m�s aceptado en la actualidad (aunque no es el �nico); en cuanto a las caracter�sticas del mismo, podemos mencionar que los centros de dispersi�n son estructuras pasivas, es decir, se crea nueva corteza porque las placas se alejan entre s�, el material del manto asciende al existir el hueco, pero no lo crea. Esto est� indicado por la creaci�n esencialmente sim�trica de corteza. Las fronteras de las placas est�n grandemente determinadas por la forma de los continentes y por la historia del sistema.

As�, aunque la fuente de poder que mueve las placas es el calor del interior de la Tierra, el mecanismo que gobierna la tect�nica es su corteza. El estado de las placas hace que el movimiento se lleve a cabo de determinada manera, ese movimiento cambia las relaciones entre las placas y las nuevas relaciones modifican el movimiento, etc.; estamos ante un sistema retroalimentado, ejemplo de lo cual es la serie de reorientaciones de los centros de dispersi�n mencionados en el apartado V.8.

Cu�l y c�mo es el motor para el movimiento de las placas litosf�ricas es otra de las grandes inc�gnitas de la tect�nica de placas.

Para terminar, repetiremos que existen bastantes inc�gnitas que debemos conocer antes de considerar completa la teor�a de la tect�nica de placas. Adem�s, siempre existe la posibilidad de que mayores conocimientos sugieran otra teor�a que explique igualmente bien (o, tal vez, mejor a�n) las observaciones.