Nuevas aportaciones a la tectónica de placas

	Algunos de los terrenos o litosferoclastos que integran la costa oeste de Norteamérica.

Su acreción origina mosaicos geológicos y determina el crecimiento de los continentes. Se han encontrado en bastantes continentes: Sudamérica, Asia (en China han sido especialmente estudiados), Australia, Antártida… Su origen es muy diverso: fragmentos de continentes, restos de islas y segmentos de cordilleras submarinas o de cuencas oceánicas.

Así, por ejemplo, la costa oeste de Norteamérica parece estar compuesta por restos oceánicos, arcos insulares incluidos; se calcula que los terrenos llegaron hace 100 o 200 Ma, aproximadamente, y que han añadido unos 500 kilómetros a la costa norteamericana. Independientemente de su origen, todos ellos fueron aprisionados durante la colisión de placas (por ejemplo, durante la subducción un arco de islas puede quedar adosado al continente).

Hoy los geólogos intentan cartografiar la historia detallada de la Tierra a través de los litosferoclastos.

Las bases de la teoría del geosinclinal, hoy descartada, fueron establecidas en la segunda mitad del siglo XIX por el geólogo estadounidense James Hall (1811-1898). Según Hall, los geosinclinales corresponderían a extensas áreas situadas junto a los márgenes continentales –plataforma continental, talud y cuencas oceánicas– en las que se acumulan considerables espesores de sedimentos, cuyo peso provocaría un lento hundimiento de la corteza que, a su vez, dejaría espacio para más sedimentos. La orogénesis, según este modelo, tendría lugar cuando los sedimentos depositados se adicionan al continente en virtud de una elevación prácticamente vertical.

La teoría surgió para dar cuenta de los enormes espesores de sedimentos (de hasta 20 kilómetros) que Hall halló en cordilleras como los Apalaches. Pero esos sedimentos están, además, plegados, e intruidos por rocas metamórficas e ígneas cuyo origen no explicaba la teoría –ni tampoco por qué, en un momento dado, cesa el hundimiento y se produce una elevación dando lugar a una orogenia–.

En el modelo de la tectónica de placas, los procesos orogénicos se clasificaban en dos tipos:

• Orogenia marginal o de borde. Se produce por la convergencia entre un borde oceánico y un borde continental; como consecuencia, los sedimentos depositados en el fondo oceánico próximos al continente se mezclan con diversos materiales: fragmentos de la corteza oceánica y del manto superior arrancados durante el proceso de subducción, rocas magmáticas generadas por la fusión parcial de los materiales ocasionadas por la fricción, rocas metamórficas originadas durante el proceso… El resultado final es una mezcla de materiales ligeros que al introducirse en la corteza continental generan un empuje isostático (véase La isostasia y la estructura de las cordilleras, en el apartado 3. Dinámica interna de la Tierra) que eleva el orógeno.

• Orogenia de colisión.Se produce cuando el fragmento continental de una placa llega a una zona de subducción situada junto a otro continente o a un arco insular (ilustración adjunta). En el núcleo del orógeno pueden quedar atrapados fragmentos de la corteza oceánica y sedimentos depositados en los bordes continentales o en las cuencas oceánicas.

Hoy en día resulta evidente que no se pueden establecer diferencias tajantes entre ambos tipos de orógenos, ya que los de colisión solo pueden generarse mediante subducción, lo que necesariamente conlleva la formación previa de un orógeno marginal o un arco insular; se puede considerar, por tanto, que los orógenos marginales son estados transitorios hacia un orógeno de colisión. Además, actualmente se ha determinado que en la génesis de muchos orógenos ha intervenido la adicción de litosferoclastos formados por pequeñas colisiones durante la convergencia de placas.

En el primer caso, las alineaciones de islas volcánicas –un pequeño número de islas sin relación con algún tipo de borde de placa, como las Hawai o las Galápagos– tienen su origen en los llamados puntos calientes.

Un punto caliente es el extremo superior de un penacho de roca ardiente que se origina cerca del límite entre el manto y el núcleo y asciende hasta entrar en contacto con la litosfera, fundiéndola. Comúnmente se admitía que los puntos calientes permanecían fijos mientras la placa suprayacente se movía, formándose una cadena lineal de manifestaciones volcánicas según fuese desplazándose la placa: las islas con mayor actividad volcánica serían las más modernas. Sin embargo, datos recientes sugieren que los penachos se “mecen”, agitados por la convección en el manto. Esto explicaría por qué la cadena volcánica de Hawai no es enteramente lineal, sino que, a partir del atolón de Midway, gira bruscamente y sigue en dirección norte a lo largo de las montañas submarinas del Emperador.

A la izquierda: representación del movimiento de la placa Pacífica sobre un punto caliente, ilustrando la formación de la cadena compuesta por las islas Hawai y las montañas submarinas del Emperador. Derecha: Fenómenos asociados al volcanismo (géiseres, solfataras…) en el Parque Nacional de Yellowstone, en Estados Unidos, como manifestación de un punto caliente continental By Clément Bardot (Own work) [CC BY-SA 3.0], via Wikimedia Commons.

Por otra parte, en las zonas continentales se producen emisiones volcánicas que escapan por fisuras causadas posiblemente por un fenómeno similar al anteriormente descrito; un ejemplo se da en la meseta del Decán en la India, o en el parque de Yellowstone en Estados Unidos.

El ciclo de Wilson comienza con la elevación, adelgazamiento y fragmentación de un supercontinente por la presencia de un punto caliente; las placas formadas se dispersan, separadas por un océano en crecimiento de tipo Atlántico (es decir, cuyas costas no coinciden con límites de placas); posteriormente se vuelven a reunir cuando el océano se transforma en uno de tipo Pacífico (en este caso sus bordes coinciden con límites de placas, en los que se produce la subducción), hasta que colisionan. Durante el ciclo se crea y se destruye una cuenca oceánica, y deja como rastro una sutura (banda de rocas parcialmente oceánicas que quedan como indicios de la subducción) en el continente que se fragmentó.

Fragmentación del supercontinente y formación de un rift continental (como el Rift Valley africano).	By Saphon (Own work) [GFDL, CC-BY-SA-3.0 or CC BY 2.5], via Wikimedia Commons
Formación y apertura de un nuevo océano (fase atlántica) con márgenes pasivos (sin subducción).
Convergencia entre placas e inicio de la subducción de la placa oceánica como ocurre en las márgenes del Pacífico.
Formación de orógenos de borde continental y cierre de la cuenca oceánica.
Colisión continental. Se forma un orógeno de colisión y un nuevo supercontinente.

Actualmente, la mayor parte de los geólogos piensan que este ciclo da demasiada importancia a los continentes y no se produce en realidad (es demasiado teórico), y que los supercontinentes que idealmente se forman al final del ciclo de Wilson se vuelven pronto a fragmentar produciéndose agregaciones y disgregaciones continentales en distintos periodos de tiempo más o menos próximos.

Además, no resuelve el problema de cómo se generan las corrientes convectivas o la existencia de puntos calientes.

La fragmentación de la Pangea y la posterior deriva de los continentes podría explicar la existencia de fósiles idénticos en distintas partes del mundo. Ahora bien, ¿cómo afecta la movilidad de las placas a la evolución de las especies? De nuevo tenemos dos posibilidades extremas:

• Las masas continentales, debido a la convergencia de las placas, se unen dando lugar a un único supercontinente. En este caso la dispersión de poblaciones de una especie por toda la superficie del supercontinente puede superponerse con las áreas geográficas de distribución de otras especies, lo que condicionará en mayor o menor grado su evolución futura.

  	Migración de especies en América durante el Plioceno. "Great American Biotic Interchange examples" by Woudloper - Own work. Licensed under CC BY-SA 1.0 via Commons.

  Un ejemplo de esta situación lo encontramos durante el Plioceno, hace 3 Ma, cuando se unieron Norteamérica y Sudamérica por el istmo de Panamá. Hasta ese momento las especies de Sudamérica habían evolucionado de forma aislada; por su parte, Norteamérica mantenía un estrecho contacto con Eurasia a través de estrecho de Bering.

  La invasión de Sudamérica por parte de mamíferos del norte (zorros, tigres de dientes de sable, vicuñas, ciervos, caballos...), así como la invasión de Norteamérica por parte de mamíferos del sur (osos hormigueros, comadrejas, perezosos, megaterios…) fue un desastre para buena parte de las especies de ambos continentes, especialmente para las sudamericanas, que habían evolucionado en forma aislada. La llegada de nuevas especies desplazó de su nicho original a muchos mamíferos de ambos continentes, causando la extinción de un gran número de especies, de tal manera que la diversidad inicial disminuyó considerablemente (parece ser debido no solo a la competencia sino también a que se produjo un enfriamiento global de la Tierra).

• La fragmentación de un supercontinente en diversos bloques continentales da lugar a la especiación al mantenerse las poblaciones aisladas por barreras geográficas. Un ejemplo lo tenemos en las distintas especies de ratites (más conocidas como aves corredoras): el ñandú en Sudamérica, el avestruz en África, el emú en Australia y Tasmania, el casuario en Nueva Guinea, el Aepyornis en Madagascar y el Dinornis en Nueva Zelanda (estos dos últimos ya extintos), todos ellos procedentes de un antepasado común; la divergencia de las masas continentales favoreció la especiación.