La Litosfera (Tierra)

- Aunque esta información este relacionada con la geología y la web este centrada en la astronomía, debido a las muchas peticiones que hemos recibido sobre artículos relacionados con las capas de la Tierra, esta semana vamos a dedicarla a estas capas, cumpliendo así los deseos de muchos lectores.

La información cierta sobre la Tierra se circunscribe a la superficie. Con las perforaciones más profundas realizadas se ha llegado a unos 15 km, algo más de dos milésimas del radio medio del planeta. La hipótesis barajada sobre lo que hay bajo nuestros pies es una elaboración teórica basada en el análisis del movimiento de las ondas sísmicas a través del globo.
De hecho, cuando se produce un terremoto la energía acumulada en las capas rocosas se libera repentinamente y desplaza la roca. A partir del hipocentro, numerosas ondas sísmicas de diverso tipo se propagan en todas direcciones, atenuándose progresiamente. Es decir, la Tierra vibra durante bastantes minutos después de cada terremoto.
Las sacudidas quedan registradas en los sismógrafos de todo el planeta y los expertos comprueban el tipo, la fuerza y la velocidad.
En 1909, mientras estudiaba los sismogramas registrados por el observatorio de Zagreb, Andrija Mohorovicic descubrió que la señal de un seísmo producido a más de 200 km de distancia llegaba a mucha más velocidad que la producida por un terremoto cercano. Aquello parecía absurdo, pero halló una explicación convincente. Las ondas tenían que atravesar rocas de diversas densidades: en las zonas menos densas y más superficiales avanzaban a una velocidad inferior que en las zonas más densas y profundas; sólo las ondas producidas por terremotos lejanos se transmiten en profundidad.
Se empezó a hablar de corteza y de manto, y la superficie de discontinuidad que separaba estas dos zonas tomó el nombre de su descubridor. Hoy sabemos que la discontinuidad de Mohorovicic (o Moho), donde cambia la velocidad de las ondas sísmicas, tiene un grosor de casi 0,78% del radio terrestre y se halla a una profundidad variable de entre 6 y 40 km, es más profunda bajo los continentes y más superficial bajo los océanos.
La idea de Mohorovicic convenció. Pocos años después, el alemán Beno Gutenberg se dio cuenta de que no conseguía registrar las ondas S de los terremotos del hemisferio contrario y, puesto que este tipo de ondas no se propaga en los fluidos, dedujo que el corazón del planeta tenía que ser un núcleo «blando» donde las ondas se dispersaban.
Muchos expertos se dedicaron a estudiar los terremotos (también los producidos por explosiones nucleares subterráneas). Así se descubrió que el interior de la Tierra está mucho más estratificado de lo que se creía. Teniendo en cuenta los valores que pueden adquirir la presión y la temperatura a distintas profundidades y a tenor de los datos gravimétricos, de las características magnéticas de las distintas zonas de la corteza y de muchas otras variantes se realizaron modelos estructurales del planeta cada vez más acordes con las observaciones.

MINERALES, ROCAS Y MOVIMIENTOS DE LA CORTEZA

Si para un profano «mineral» y «roca» son sinónimos, para quien estudia la Tierra la diferencia es evidente: los minerales son piedras formadas por un solo compuesto químico que suele tener aspecto cristalino y una estructura geométrica precisa; las rocas son masas informes, agregados de sustancias que a menudo contienen cristales o minerales distintos. Por ello, los minerales se clasifican en función del elemento químico principal que los compone (minerales de hierro o férricos, de azufre , o sulfúricos, de silicio o silicatos…) y las rocas se dividen según el origen.

Hasta las piedras más duras son modificadas si se someten a una fuerza. Si esta es inferior al límite de plasticidad, las capas rocosas se curvan, pero no se agrietan, y dan lugar a los pliegues: rectos o verticales, tumbados o acostados, si la roca se fractura. Cuando la acción de la fuerza supera el límite de plasticidad, las capas rocosas se rompen y, si la fuerza es suficientemente grande, los trozos se alejan con violencia. Las rocas partidas y las capas interrupidas forman las fallas y muestran siempre puntos de la corteza en los que las fuerzas de compresión o distensión son rápidas y potentes.

LA DINÁMICA DEL PLANETA

El movimiento de la corteza es continuo. A pesar de ello, hasta hace apenas un siglo nadie se había dado cuenta. Se observaba la erosión, los terremotos, los corrimientos de tierra, los volcanes… pero se pensaba que la Tierra era eternamente inmutable. A partir del siglo XIX, con datos cada vez más numerosos y verosímiles, se empezó a pensar que debía de existir un mecanismo que formaba las montañas y «reciclaba» los sedimentos.
El inglés John Pratt elaboró una teoría orogenética de gran éxito. Según su teoría isostática, las montañas menos densas «flotaban» en llanuras o fondos marinos más densos. La corteza estaba formada por prismas o bloques enormes rocosos que se hundían en mayor o menor medida en la astenosfera, la parte plástica del manto. La isostasia tuvo muchos defensores y, en algunos casos, sigue siendo válida.

Pero, Alfred Wegener, un climatólogo amante de la geología, abrió las puertas a la moderna interpretación de los fenómenos geológicos. Lanzó la hipótesis de que todos los continentes, antaño unidos en un enorme continente llamado Pangea, se alejaron entre sí como balsas a la deriva. En 1915, expuso en Die Entstehung der Kontinente und Ozeane («La formación de los continentes y los océanos») su teoría de la deriva de los continentes, que fue rechazada de pleno por toda la comunidad de geólogos con el argumento de que, por más sugerente que fuera, no se basaba en pruebas creíbles ni proporcionaba ninguna hipótesis sobre el «mecanismo» que la determinaba, y además no la proponía un geólogo.
Wegener dedicó toda su vida a recoger pruebas, pero no convenció a nadie. A diferencia de la teoría isostática, la deriva de los continentes presuponía la existencia de un «motor». ¿Por qué se fragmentó Pangea? ¿Por qué los pedazos iban a la deriva? Wegener no tenía la menor idea.

LA TECTÓNICA DE PLACAS

En los sesenta, Hess descubrió que en las dorsales mediooceánicas, auténticos cinturones volcánicos, los fondos crecen. Por tanto, ellas eran el motor o la causa de la deriva de los continentes. En esta hipótesis se basa la teoría orogenética de la tectónica de placas propuesta por McKenzie y Parker: la corteza terrestre es un inmenso puzzle de bloques rocosos (las placas) en movimiento, que descansan sobre el manto, por encima de la discontinuidad de Moho.
Cada placa nace de una dorsal oceánica que, al expulsar nuevos basaltos, la obliga a deslizarse sobre el manto, al igual que los glaciares se deslizan sobre la montaña. Cada placa, al moverse, fricciona las placas circundantes y ello provoca terremotos superficiales. Algunas chocan y dan origen a una cadena montañosa interna, y otras se deslizan superpuestas y crean una fosa oceánica. Las rocas de la placa que se hunde se «pierden» en el manto o remontan en forma de magma a través de las grietas de la placa superior y crean las cadenas montañosas costeras de origen volcánico. Es la hipótesis más aceptada, que da una explicación coherente y completa a muchísimos fenómenos geológicos, porque los relaciona con la dinámica de la Tierra producida por la radiactividad natural.