IX. LA TECT�NICA DE PLACAS, O NUEVA TECT�NICA GLOBAL

SEG�N Loczy y Ladeira (1981), la teor�a de la tect�nica de placas, o nueva tect�nica global, comprende un grupo de conceptos acerca de las complejidades de la corteza terrestre a trav�s de las interacciones de placas litosf�ricas m�s o menos r�gidas. La teor�a est� fundamentada en ciertos hechos posibles de las teor�as de la deriva continental y de la expansi�n del piso oce�nico.

Las placas litosf�ricas constituyen tanto la corteza continental como la oce�nica, y est�n limitadas por las dorsales meso-oce�nicas, las fallas de transformaci�n, las fosas oce�nicas y enormes fracturas de orden continental. Las placas litosf�ricas son r�gidas y comprenden la corteza y la parte superior del manto; se mueven, como ya vimos, sobre la asten�sfera, que presenta alta viscosidad y baja rigidez estructural. La asten�sfera, a su vez, est� sobre la mes�sfera, que incluye la mayor parte del manto, siendo posiblemente inerte desde el punto de vista tect�nico (figura 33).

Un esquema general del mecanismo de movimiento de las placas ser�a, a grosso modo, el siguiente (figuras 33-34): las corrientes de convecci�n presentes en la asten�sfera transportan material litosf�rico en fusi�n hacia las crestas de las dorsales meso-oce�nicas, causando, a consecuencia del acomodamiento de ese material, la expansi�n del piso oce�nico, alej�ndolo de las crestas de las dorsales en los dos sentidos. En muchos casos, la placa oce�nica es empujada en contra de la placa adyacente, la continental. Junto a la l�nea de contacto de la margen continental, ciertas fuerzas inducen a la placa oce�nica a zambullirse bajo la placa continental. El lector interesado podr� encontrar en la obra de Kearey y Vine (1990) una revisi�n cr�tica acerca de la tect�nica global.

MOSAICO Y MOVIMIENTO DE LAS PLACAS

Cuando dos placas se mueven ocurre un movimiento de rotaci�n en direcciones opuestas a lo largo de un eje. Conforme se ilustra en la figura 34, la geometr�a de este movimiento se asemeja a la de un bloque alrededor de una esfera (Heather, 1992).

Figura 33. Diagrama tridimensional que muestra la generaci�n y destrucci�n de la corteza, seg�n la teor�a de la tect�nica de placas.

Las placas litosf�ricas se encuentran distribuidas en dos sistemas, uno que se mueve en el sentido norte y otro en sentido oeste (figura 35). Por convenci�n, se deja fija la Placa Africana. La figura 47 presenta una s�ntesis del movimiento de las placas litosf�ricas durante el Fanerozoico.

Parece haber consenso entre los geocient�ficos en cuanto a la existencia de las siguientes grandes placas: Africana, Sudamericana, Norteamericana, Eurasi�tica, �ndica, Pac�fica y Ant�rtica (figura 35). Sin embargo, estas placas litosf�ricas poseen dimensiones variadas. Las placas de Cocos, Nazca, Caribe y Ar�biga s�lo poseen tama�o subcontinental (Clarke, Jr. 1973).

Mediciones precisas efectuadas con instrumentos de rayos l�ser y satélites artificiales (figura 36) sugieren que la placa del Oc�ano Atl�ntico norte se mueve con un �ndice de 2 cm por a�o, mientras que la placa del Oc�ano Atl�ntico sur lo hace a 4 cm por a�o. La placa del Pac�fico, por otro lado, se mueve cerca de cinco cm por a�o (Eicher y McAlester; 1980).

Figura 34. Movimiento de la placa litosf�rica sobre una esfera. CC: corteza continental. COA: corteza oce�nica antigua. CON: corteza oce�nica nueva. D: direcci�n del movimiento de la placa. E: ecuador de expansi�n. DMO: dorsal meso-oce�nica. FT: falla de transformaci�n. ZS: zona de subducci�n. LF: l�nea de fractura. DE: distancia de alejamiento (Heather, 1992).

Figura 35. El mosaico de las placas tect�nicas (Dewey, 1972).

Figura 36. Medici�n de la distancia de alejamiento entre dos placas tect�nicas. C: continente. D: distancia. RL: rayo l�ser. S: Sat�lite artificial con reflector (Eicher y McAlester, 1980).

LOS MECANISMOS DE LA TECT�NICA DE PLACAS

Aunque la teor�a de la tect�nica de placas explique las complejidades estructurales y tect�nicas del globo terrestre, todav�a quedan dos puntos principales que son poco conocidos:

1) El mecanismo propulsor del sistema de placas y de mantenimiento del movimiento.

2) La fuente de energ�a para el sistema (Loczy y Ladeira, 1981).

La corteza terrestre es una capa de cerca de 25 a 70 km de espesor; menos densa bajo los continentes, y m�s delgada y densa sobre los oc�anos (figura 37). La mayor parte de las placas continentales est� constituida tanto de corteza continental como de corteza oce�nica; las placas oce�nicas est�n formadas, en su mayor parte (o enteramente), por corteza oce�nica.

Figura 37. Diagrama que muestra el interior del globo terrestre. CC: corteza continental. CO: corteza oce�nica. ME: manto externo. MI: manto interno. NE: N�cleo externo. NI: n�cleo interno (Heather, 1992).

La composici�n, el espesor y la densidad de las placas oce�nicas las hacen menos r�gidas y fluctuantes que las continentales. A esto se debe que la corteza continental "resista" a la subducci�n y a su destrucci�n futura en el manto. Por otro lado, las placas oce�nicas son m�s inclinables y reabsorbidas con m�s facilidad por el manto.

Todav�a son poco conocidas las fuerzas que originan el movimiento de las placas litosf�ricas. Diversas teor�as han sido propuestas para explicarlas, y es posible que no sea s�lo un mecanismo, sino varios, los que intervengan en el movimiento de las placas. La figura 38 sintetiza los principales modelos elaborados para explicar las fuerzas responsables de �sos mecanismos.

Figura 38. Modelos propuestos para explicar los mecanismos de movimiento de las placas litosf�ricas. D: dorsal. F: fosa. CC: c�lula de convecci�n. M: manto. CT: capa turbulenta. P: placa que se hace m�s espesa con el enfriamiento. TC: tope del flujo convectivo que se enfr�a para formar una nueva placa. MP: inmersi�n de la placa en el manto. FC:flujo convectivo (Heather, 1992).

Inicialmente se imaginaba que una gran c�lula de convecci�n del manto era la responsable del mecanismo de movimiento de la corteza. Pero cuando se conoci� m�s la estructura interna del globo terrestre, se comprob� que no era posible que existieran c�lulas de ese tipo. Tambi�n se propuso la idea de que las placas litosf�ricas podr�an ser transportadas por una serie de peque�as c�lulas de convecci�n; �stas, sin embargo, no ser�an suficientes para explicar la complejidad de los movimientos de las placas litosf�ricas (Heather; 1992). Otros autores han sugerido que el magma, al derramarse a trav�s de las dorsales meso-oce�nicas se hidrata y se expande, lo que dar�a impulso a las placas. Las teor�as m�s recientes sugieren que las placas "simplemente son la superficie superior de los movimientos del flujo convectivo del manto. Esos movimientos no se deben a simples c�lulas, sino a un patr�n m�s irregular del flujo. Conforme el material de la asten�sfera asciende en las dorsales meso-oce�nicas, se enfr�a y se solidifica" (Heather, 1992). Como uno de los bordes de la placa se hace m�s espeso a medida que se enfr�a (figura 38), su peso contribuye a que se hunda y se reabsorba en el manto, promoviendo un mecanismo adicional de movimiento.

Pero, �de d�nde se generar�a la energ�a para los agentes propulsores, responsables de los fen�menos s�smicos, volc�nicos, plut�nicos y metam�rficos? Seg�n Loczy y Ladeira (1981), posiblemente la fuente primaria de energ�a sea la radiactividad producida por la desintegraci�n de U, Th, K y de otros elementos, asociada a alg�n fen�meno de convecci�n para convertirla en energ�a calor�fica.

TERRENOS EX�TICOS O SOSPECHOSOS

Como se mencion� antes, los continentes no se mantuvieron unidos a lo largo de toda la historia geol�gica de la Tierra, sino que se separaron y unieron a trav�s del movimiento de las placas litosf�ricas. Hoy se sabe que ciertas porciones y fragmentos con historias geol�gicas distintas fueron adicionados e integrados a los bordes de ciertos continentes; �stos se conocen como terrenos ex�ticos y tambi�n como terrenos sospechosos o terrenos al�ctonos.

J. Tuzo Wilson sugiri� que el continente norteamericano est� constituido por una serie de fragmentos provenientes de otras �reas. S�lo para ejemplificar, gracias a estudios paleontol�gicos y paleomagn�ticos, entre otros, durante los �ltimos a�os los ge�logos han identificado varios terrenos ex�ticos en diversas partes de la costa del Pac�fico, desde Baja California hasta Alaska. Tales bloques llegaron hace 200 o 100 millones de a�os aproximadamente, a�adiendo 25%, o sea, 500 kil�metros, a la costa oeste del continente norteamericano (Weiner, 1988).

En realidad, no s�lo el "continente" norteamericano, sino tambi�n Sudam�rica, Asia, Australia y la Ant�rtida, entre otros, est�n formados en parte por la adici�n de terrenos ex�ticos. Una de las teor�as m�s interesantes a ese respecto fue elaborada por Nur y Ben-Avraham (1977) para explicar la compleja historia biogeogr�fica de algunos grupos de organismos que presentan una distribuci�n transpac�fica o circumpac�fica, la denominada teor�a pac�fica. Seg�n ellos el Oc�ano Pac�fico es relativamente joven, y su origen se remonta a la �poca en que se crearon los oc�anos Atl�ntico e �ndico. La teor�a de Nur y Ben-Avraham (1981) postula la existencia de un continente austral (Pac�fica) (figura 39(a)) que se fragment� en varias porciones en respuesta al inicio de la expansi�n del suelo oce�nico en el Pac�fico (figura 39(b)). Los fragmentos se desprendieron siguiendo trayectorias distintas (figura 39(c)) y a la larga chocaron con los bordes de los continentes que hoy componen la margen pac�fica (figura 39(d)) y en nuestro tiempo estar�an representados por terrenos ex�ticos adicionados al margen circumpac�fico de Asia, Am�rica del Norte y del Sur. Esos fragmentos posiblemente sosten�an faunas y floras que contribuyeron a la composici�n de la biota de los continentes; de ese modo, algunos continentes ser�an regiones biogeogr�ficas complejas o h�bridas (Nelson & Platnick, 1984). Lamentablemente, la teor�a de Nur y Ben-Avraham (1981) reclama datos geol�gicos y geof�sicos m�s detallados, pues la historia geol�gica del Oc�ano Pac�fico es muy compleja; sin embargo, "la biolog�a puede contribuir a la resoluci�n de la historia del Pac�fico, lo que parece ser la �ltima frontera de la investigaci�n global —el �ltimo gran misterio de la distribuci�n biol�gica" (Nelson & Platnick, 1984).

Figura 39. Modelo hipot�tico del continente Pac�fica. a) Un continente en el Pac�fico sur; b) su ruptura y fragmentaci�n; c) desplazamiento de los bloques hacia la margen pac�fica y d) colisi�n de los fragmentos con los continentes alrededor del Pac�fico (Nelson y Platnick, 1984).