...e empeza a tectónica de placas

2007/02/01 Etxebeste Aduriz, Egoitz - Elhuyar Zientzia Iturria: Elhuyar aldizkaria

• Geologia

Paira a física e a química é como o descubrimento da estrutura do átomo ou a teoría da evolución paira a bioloxía, paira a xeoloxía, a teoría da tectónica de placas. Serve paira explicar case todo.

XX. A principios do século XX, o alemán Alfred Lothar Wegener publicou a Teoría de Derívaa Continental. Tendo en conta as formas dos continentes, os fósiles, etc., propuxo que Pangea, antigo único gran continente, foise dividindo nos continentes actuais. A partir de aí desenvolveuse a teoría da tectónica de placas. E hoxe ninguén o cuestiona. A cortiza terrestre está formada por varias placas. Estas placas están en movemento, fórmanse nas dorsais oceánicas e desaparecen nas zonas de subducción, é dicir, as placas afúndense una baixo a outra e fúndense no manto.

A calor no interior da terra é o motor das placas tectónicas, e as propiedades físico-químicas do manto e da superficie terrestre son importantes paira apoiar a teoría. Con todo, ao retroceder no tempo, existe una maior probabilidade de que estes factores sexan menos similares aos actuais. Algúns científicos argumentaron que as placas de superficie que antigamente estaban sobre o material quente e brando eran demasiado grosas e flotantes paira afundirse una baixo outra, como ocorre hoxe, e que a alta temperatura inicial da terra provocaría un movemento moi desigual das placas.

Tampouco se observaron fenómenos como a tectónica de placas noutros planetas similares á Terra. Os planetas non teñen por que funcionar desa maneira, e os científicos creen que a Terra non sempre funcionou como hoxe.

Claves da tectónica de placas

Pero aclarar a orixe da tectónica de placas non é tarefa fácil. Por unha banda, os posibles indicios son escasas e difíciles de interpretar, e doutra banda, non é fácil determinar que factores son imprescindibles paira explicar a teoría da tectónica de placas. Non todos os científicos coinciden e ofrecen diferentes definicións paira a tectónica de placas. Con todo, a maioría está de acordo con tres elementos crave da teoría: Na superficie da Terra hai placas ríxidas que se moven a través da expansión oceánica a medida que se forma a nova superficie, e as placas afúndense una baixo outra nas zonas de subducción.

Pero una destas tres características, e case dúas, poderían ocorrer na Terra sen a tectónica de placas. É dicir, pode haber placas ríxidas e moverse entre si, pero iso non significa necesariamente que haxa tectónica de placas. Por exemplo, segundo estudos paleomagnéticos, os investigadores descubriron que na época arcaica (fai 3.800-2.800 millóns de anos) as placas de superficie movéronse una sobre outra, pero os cubitos de xeo móvense da mesma maneira no mar polar e non están expostos á tectónica de placas.

Entre o tres, a subducción parece a característica máis adecuada paira o diagnóstico da tectónica de placas. A subducción é un proceso de afundimento dunha placa baixo a outra paira reciclala no manto. Paira iso son necesarias placas ríxidas e a creación dunha nova cortiza noutro lugar, xa que pola contra a superficie da terra irá desaparecendo. Por tanto, paira algúns científicos, os restos de subducción son una mostra do que entón estaba a funcionar a tectónica de placas.

Na pegada da subducción

O geólogo Robert Stern levou ao máis extremo este argumento. Nun traballo publicado o ano pasado propuxo que a Terra non tivo una tectónica de placas no catro quintos da súa vida, e que só ten 1.000 millóns de anos. Stern baséase en dúas ideas principais. Por unha banda, que a tectónica de placas non podía iniciarse ata que a superficie terrestre arrefríese suficientemente --e isto foi aproximadamente de fai 1.000 millóns de anos-. E doutra banda, as únicas pegadas fiables da subducción son máis recentes, segundo Stern.

Como pegada de subducción, Stern considera tres tipos de rocas. Por unha banda, as ofiolitas, que son partes características da cortiza oceánica e que a miúdo aparecen desmenuzadas nas beiras dos continentes por efecto da subducción. Pois, segundo Stern, son moi poucas as ofiolitas que superan os mil millóns de anos. Doutra banda, os esquistos azuis prodúcense pola presión do basalto pero baixa temperatura do basalto. Actualmente orixínanse en zonas de subducción, pero o esquisto azul máis antigo non supera os 800 millóns de anos. E, por último, as estruturas singulares que se forman ao subir una placa sobre outra a través de presións moi altas teñen una antigüidade máxima de 630 millóns de anos.

Tamén menciona outro punto: o inicio dun proceso como a tectónica de placas tería consecuencias a escala planetaria. E fai entre 780 e 580 millóns de anos producíronse glaciaciones moi duras. Segundo Stern, co inicio da tectónica de placas produciuse un aumento da actividade volcánica que arrefriou o planeta, o que provocou esas glaciaciones.

A Terra, aínda nova e quente

A maioría dos investigadores consideran que a tectónica de placas é máis antiga. Alfred Kröner, investigadora da Universidade de Mainz en Alemaña, non comparte os argumentos de Stern. O alemán considera que hai suficiente evidencia paira pensar que fai polo menos 3.100 millóns de anos a tectónica de placas estaba en marcha: traballos geoquímicos, imaxes sísmicas e mesmo unhas poucas ofiolitas.

Un recente traballo publicado polo modelador australiano Geoff Davies resolveu, ademais, uno dos maiores problemas paira explicar o inicio temperán. De feito, Davies e outros investigadores propuxeron, a principios dos 90, que na Terra temperá a superficie terrestre fose demasiado grosa e flotante paira poder introducir una placa baixo outra. Pero agora, utilizando cálculos máis sofisticados, propuxeron que a superficie terrestre podería ser máis fina do que se pensaba, de 4 km ou menos, mesmo máis fina que a actual. Por tanto, neste sentido non sería posible que a tectónica de placas iniciouse antes do previsto.

Tamén son moi antigos os circos da rexión de Jack Hills, no oeste de Australia. Pero non é fácil saber a que poden dar pistas. Os circones son cristais orixinados na época Hadea (desde a fundación da Terra, fai 4.570 millóns de anos, até fai 3.850 millóns de anos) e posteriormente introducidos en rocas máis novas. O geoquímico da Universidade de California, Mark Harrison, e os seus compañeiros, creen que a cortiza continental existía fai 4.400 a 4.500 millóns de anos.

Esta conclusión foi extraída das proporcións de isótopos hafnio-radioactivos atopados en cristais de circo. De feito, as proporcións 176 Hf/ 177 Hf permiten diferenciar entre superficie e manto. Estes estudos concluíron que a superficie terrestre existía paira esa época e que, ademais, reciclouse inmediatamente e converteuse en manto. E Harrison cre que isto pode suceder mediante un proceso como a tectónica de placas.

Pero Simon Wilde, da Universidade Curtin de Australia, cre que non se pode ir tan lonxe ao sacar conclusións cos circos de Jack Hills. Di que hai que ter coidado con estas rocas, xa que as interpretacións das diferentes proporcións de hafnio dun punto a outro poden ser diversas. Coincide con Harrison que entón había certa superficie terrestre, pero non se corresponde cos puntos de reciclaxe e tectónica de placas.

Dúas caras da mesma roca

No oeste de Australia existe outra estrutura interesante: Una antiga estrutura rochosa chamada Pilbara. Investigado este, o geólogo Hugh Smithies afirma que a tectónica de placas comezou fai 3.300 millóns de anos. Dous campos da mesma estrutura gardan una historia completamente diferente, segundo Smithies. O leste da pila ten entre 3.500-3.200 millóns de anos, e non ten una pegada evidente da actual tectónica de placas. Existen indicadores geoquímicos que poden suxerir subducción, pero tamén poden explicarse facilmente con outros procesos non tectónicos.

A zona occidental, pola súa banda, ten entre 3.300 e 3.000 millóns de anos de antigüidade e abundan as pegadas da tectónica. Por unha banda, existen gretas geoquímicas que non poden explicarse doutra maneira, e por outro, Smithies ve restos dun arco oceánico nalgunhas das características das rocas. Os arcos oceánicos son conxuntos de illas que se forman habitualmente en zonas de subducción.

Pero esta hipótese tamén ten un rival. Paira Julián Pearce, da Universidade de Cardiff en Gales, todos os restos que se poden atopar na parte occidental do Pilar --por exemplo, a mestura de materiais superficiais de diferentes magmas ou lugares con cantidades anormais de auga- poden explicarse sen necesidade de tectónica de placas, mediante outros fenómenos.

Decenas de cabezas

Hai quen defende que a tectónica de placas cambiou no tempo. Paira o geólogo da Universidade de Maryland, Michael Brown, houbo dous tipos de tectónicas: a que hoxe coñecemos e una versión máis temperá de fai 2.700-700 millóns de anos. Brown ten en conta as características dos minerais. Os minerais que se producen a menor presión e a maior temperatura son indicadores do antigo tipo de tectónica. Suxiren una terra máis quente onde non se producía a subducción. Pola contra, os minerais a alta presión indican a tectónica das placas actuais. Tendo en conta as características destes minerais, Brown cre que a tectónica de placas reais, a actual, comezou fai 700 millóns de anos.

Por último, outros propoñen que a tectónica de placas iniciouse e paralizado en varias ocasións ao longo da historia da Terra.

Como se pode observar, non hai moito consenso na data de inicio do proceso que dá forma ao mundo. A partir da mesma pegada, as interpretacións poden ser moi diferentes segundo os científicos. Parece, con todo, que a maioría o sitúan agora entre 3.000 e 4.000 millóns de anos. Pero o debate aínda está en auxe. E os geólogos terán que seguir rastrexando a tectónica, cando atopar novos trazos.