IX. LA TECTÓNICA DE PLACAS, O NUEVA TECTÓNICA GLOBAL

SEGÚN Loczy y Ladeira (1981), la teoría de la tectónica de placas, o nueva tectónica global, comprende un grupo de conceptos acerca de las complejidades de la corteza terrestre a través de las interacciones de placas litosféricas más o menos rígidas. La teoría está fundamentada en ciertos hechos posibles de las teorías de la deriva continental y de la expansión del piso oceánico.

Las placas litosféricas constituyen tanto la corteza continental como la oceánica, y están limitadas por las dorsales meso-oceánicas, las fallas de transformación, las fosas oceánicas y enormes fracturas de orden continental. Las placas litosféricas son rígidas y comprenden la corteza y la parte superior del manto; se mueven, como ya vimos, sobre la astenósfera, que presenta alta viscosidad y baja rigidez estructural. La astenósfera, a su vez, está sobre la mesósfera, que incluye la mayor parte del manto, siendo posiblemente inerte desde el punto de vista tectónico (figura 33).

Un esquema general del mecanismo de movimiento de las placas sería, a grosso modo, el siguiente (figuras 33-34): las corrientes de convección presentes en la astenósfera transportan material litosférico en fusión hacia las crestas de las dorsales meso-oceánicas, causando, a consecuencia del acomodamiento de ese material, la expansión del piso oceánico, alejándolo de las crestas de las dorsales en los dos sentidos. En muchos casos, la placa oceánica es empujada en contra de la placa adyacente, la continental. Junto a la línea de contacto de la margen continental, ciertas fuerzas inducen a la placa oceánica a zambullirse bajo la placa continental. El lector interesado podrá encontrar en la obra de Kearey y Vine (1990) una revisión crítica acerca de la tectónica global.

MOSAICO Y MOVIMIENTO DE LAS PLACAS

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

Figura 33. Diagrama tridimensional que muestra la generación y destrucción de la corteza, según la teoría de la tectónica de placas.

Las placas litosféricas se encuentran distribuidas en dos sistemas, uno que se mueve en el sentido norte y otro en sentido oeste (figura 35). Por convención, se deja fija la Placa Africana. La figura 47 presenta una síntesis del movimiento de las placas litosféricas durante el Fanerozoico.

Parece haber consenso entre los geocientíficos en cuanto a la existencia de las siguientes grandes placas: Africana, Sudamericana, Norteamericana, Eurasiática, Índica, Pacífica y Antártica (figura 35). Sin embargo, estas placas litosféricas poseen dimensiones variadas. Las placas de Cocos, Nazca, Caribe y Arábiga sólo poseen tamaño subcontinental (Clarke, Jr. 1973).

Mediciones precisas efectuadas con instrumentos de rayos láser y satélites artificiales (figura 36) sugieren que la placa del Océano Atlántico norte se mueve con un índice de 2 cm por año, mientras que la placa del Océano Atlántico sur lo hace a 4 cm por año. La placa del Pacífico, por otro lado, se mueve cerca de cinco cm por año (Eicher y McAlester; 1980).

Figura 34. Movimiento de la placa litosférica sobre una esfera. CC: corteza continental. COA: corteza oceánica antigua. CON: corteza oceánica nueva. D: dirección del movimiento de la placa. E: ecuador de expansión. DMO: dorsal meso-oceánica. FT: falla de transformación. ZS: zona de subducción. LF: línea de fractura. DE: distancia de alejamiento (Heather, 1992).

Figura 35. El mosaico de las placas tectónicas (Dewey, 1972).

Figura 36. Medición de la distancia de alejamiento entre dos placas tectónicas. C: continente. D: distancia. RL: rayo láser. S: Satélite artificial con reflector (Eicher y McAlester, 1980).

LOS MECANISMOS DE LA TECTÓNICA DE PLACAS

Aunque la teoría de la tectónica de placas explique las complejidades estructurales y tectónicas del globo terrestre, todavía 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 energía 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 más delgada y densa sobre los océanos (figura 37). La mayor parte de las placas continentales está constituida tanto de corteza continental como de corteza oceánica; las placas oceánicas están formadas, en su mayor parte (o enteramente), por corteza oceánica.

Figura 37. Diagrama que muestra el interior del globo terrestre. CC: corteza continental. CO: corteza oceánica. ME: manto externo. MI: manto interno. NE: Núcleo externo. NI: núcleo interno (Heather, 1992).

La composición, el espesor y la densidad de las placas oceánicas las hacen menos rígidas y fluctuantes que las continentales. A esto se debe que la corteza continental "resista" a la subducción y a su destrucción futura en el manto. Por otro lado, las placas oceánicas son más inclinables y reabsorbidas con más facilidad por el manto.

Todavía son poco conocidas las fuerzas que originan el movimiento de las placas litosféricas. Diversas teorías han sido propuestas para explicarlas, y es posible que no sea sólo 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 ésos mecanismos.

Figura 38. Modelos propuestos para explicar los mecanismos de movimiento de las placas litosféricas. D: dorsal. F: fosa. CC: célula de convección. M: manto. CT: capa turbulenta. P: placa que se hace más espesa con el enfriamiento. TC: tope del flujo convectivo que se enfría para formar una nueva placa. MP: inmersión de la placa en el manto. FC:flujo convectivo (Heather, 1992).

Inicialmente se imaginaba que una gran célula de convección del manto era la responsable del mecanismo de movimiento de la corteza. Pero cuando se conoció más la estructura interna del globo terrestre, se comprobó que no era posible que existieran células de ese tipo. También se propuso la idea de que las placas litosféricas podrían ser transportadas por una serie de pequeñas células de convección; éstas, sin embargo, no serían suficientes para explicar la complejidad de los movimientos de las placas litosféricas (Heather; 1992). Otros autores han sugerido que el magma, al derramarse a través de las dorsales meso-oceánicas se hidrata y se expande, lo que daría impulso a las placas. Las teorías más 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 células, sino a un patrón más irregular del flujo. Conforme el material de la astenósfera asciende en las dorsales meso-oceánicas, se enfría y se solidifica" (Heather, 1992). Como uno de los bordes de la placa se hace más espeso a medida que se enfría (figura 38), su peso contribuye a que se hunda y se reabsorba en el manto, promoviendo un mecanismo adicional de movimiento.

Pero, ¿de dónde se generaría la energía para los agentes propulsores, responsables de los fenómenos sísmicos, volcánicos, plutónicos y metamórficos? Según Loczy y Ladeira (1981), posiblemente la fuente primaria de energía sea la radiactividad producida por la desintegración de U, Th, K y de otros elementos, asociada a algún fenómeno de convección para convertirla en energía calorífica.

TERRENOS EXÓTICOS O SOSPECHOSOS

Como se mencionó antes, los continentes no se mantuvieron unidos a lo largo de toda la historia geológica de la Tierra, sino que se separaron y unieron a través del movimiento de las placas litosféricas. Hoy se sabe que ciertas porciones y fragmentos con historias geológicas distintas fueron adicionados e integrados a los bordes de ciertos continentes; éstos se conocen como terrenos exóticos y también como terrenos sospechosos o terrenos alóctonos.

J. Tuzo Wilson sugirió que el continente norteamericano está constituido por una serie de fragmentos provenientes de otras áreas. Sólo para ejemplificar, gracias a estudios paleontológicos y paleomagnéticos, entre otros, durante los últimos años los geólogos han identificado varios terrenos exóticos en diversas partes de la costa del Pacífico, desde Baja California hasta Alaska. Tales bloques llegaron hace 200 o 100 millones de años aproximadamente, añadiendo 25%, o sea, 500 kilómetros, a la costa oeste del continente norteamericano (Weiner, 1988).

En realidad, no sólo el "continente" norteamericano, sino también Sudamérica, Asia, Australia y la Antártida, entre otros, están formados en parte por la adición de terrenos exóticos. Una de las teorías más interesantes a ese respecto fue elaborada por Nur y Ben-Avraham (1977) para explicar la compleja historia biogeográfica de algunos grupos de organismos que presentan una distribución transpacífica o circumpacífica, la denominada teoría pacífica. Según ellos el Océano Pacífico es relativamente joven, y su origen se remonta a la época en que se crearon los océanos Atlántico e Índico. La teoría de Nur y Ben-Avraham (1981) postula la existencia de un continente austral (Pacífica) (figura 39(a)) que se fragmentó en varias porciones en respuesta al inicio de la expansión del suelo oceánico en el Pacífico (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 pacífica (figura 39(d)) y en nuestro tiempo estarían representados por terrenos exóticos adicionados al margen circumpacífico de Asia, América del Norte y del Sur. Esos fragmentos posiblemente sostenían faunas y floras que contribuyeron a la composición de la biota de los continentes; de ese modo, algunos continentes serían regiones biogeográficas complejas o híbridas (Nelson & Platnick, 1984). Lamentablemente, la teoría de Nur y Ben-Avraham (1981) reclama datos geológicos y geofísicos más detallados, pues la historia geológica del Océano Pacífico es muy compleja; sin embargo, "la biología puede contribuir a la resolución de la historia del Pacífico, lo que parece ser la última frontera de la investigación global —el último gran misterio de la distribución biológica" (Nelson & Platnick, 1984).

Figura 39. Modelo hipotético del continente Pacífica. a) Un continente en el Pacífico sur; b) su ruptura y fragmentación; c) desplazamiento de los bloques hacia la margen pacífica y d) colisión de los fragmentos con los continentes alrededor del Pacífico (Nelson y Platnick, 1984).