3.2. La confirmación de la movilidad continental

En la década de los cuarenta, gracias al desarrollo del sónar durante la Segunda Guerra Mundial, se realizaron estudios muy completos de la topografía del fondo oceánico: 

Representación idealizada de una cuenca oceánica.

Se descubrieron amplísimas planicies, las llanuras abisales (con una capa más o menos gruesa de sedimentos), pero también zonas con un relieve más abrupto que se corresponden con las dorsales oceánicas (como la dorsal mesoatlántica, que se extiende unos 15 000 kilómetros a lo largo de todo el océano Atlántico, de norte a sur). Además de su longitud, estas dorsales presentan unas características muy especiales, como es la presencia en su parte central de profundos y escarpados valles por donde tiene lugar, en determinadas zonas denominadas rift, la salida de magma del interior de la Tierra, y en donde también se detectan sismos.

La recogida de muestras de las dorsales aportó dos datos intrigantes: por un lado, la ausencia total de sedimentos; por otro, que sus rocas eran muy jóvenes (→ mapa de edad de la litosfera oceánica).

En otras regiones de los fondos submarinos –en general, más cercanas a los continentes– el panorama era muy distinto: había una gruesa cubierta de sedimentos y las rocas eran mucho más antiguas (aunque nunca más de 200 Ma).

Se descubrieron, además, profundas y alargadas depresiones, denominadas fosas oceánicas, también relacionadas con fenómenos sísmicos y con la presencia de cadena de islas dispuestas en forma de arco, los arcos insulares, que a menudo presentan vulcanismo.

Este esquema, modificado a partir de un dibujo realizado por Hess en 1962, representa un corte diagramático del globo terrestre. En él muestra su hipótesis de expansión del fondo oceánico: la corteza se crea en las aberturas, o dorsales, del fondo oceánico, y se destruye en fosas oceánicas. Las flechas indican el sentido de las corrientes de convección.

   

En las primeras décadas del siglo XX, los científicos que estudiaban el campo magnético terrestre encontraron “señales”, en algunas rocas de la corteza continental, de la fuerza y orientación del campo magnético terrestre en el momento en que estas rocas se formaron (véase el recuadro “El magnetismo y las rocas”, más abajo). Posteriormente, el desarrollo de métodos de datación radiactivos permitió determinar su edad y concluir que la orientación de los diminutos “imanes” que contienen las rocas variaba a lo largo del tiempo, como si los continentes hubiesen cambiado de posición relativa con respecto a los polos magnéticos. A lo largo de los últimos 300 Ma se han detectados periodos largos (de 30 a 50 Ma) con inversiones frecuentes y otros sin apenas inversiones.

También en la década de 1960, el geólogo estadounidense Harry Hammond Hess (1906-1969) participó activamente en los estudios topográficos del fondo oceánico, y relacionó todos los datos de los que se disponía en aquel momento (la existencia de dorsales y fosas oceánicas, los fenómenos volcánicos y sísmicos que se producen en ellos, la edad de las rocas del fondo oceánico, las observaciones paleomagnéticas…). Sus conclusiones se recogen en la hipótesis de la expansión del fondo oceánico, en la que Hess –asumiendo la sugerencia de Holmes de que en el manto existían corrientes de convección– explica que el magma, empujado por estas corrientes, sale por las hendiduras de las dorsales y, al enfriarse, genera nueva corteza oceánica. Gracias a los continuos aportes de rocas recién formadas las dorsales aumentan de tamaño, a la vez que las rocas más antiguas son desplazadas hacia los lados; de esta manera el fondo oceánico va creciendo.

¿Qué sucede con estas rocas antiguas que son empujadas por las nuevas? Hess propone que llegan a las fosas oceánicas –ayudadas por las corrientes de convección, que hacen que el fondo oceánico se aleje, en ambas direcciones, de la dorsal– y allí se hunden hacia el manto para ser transformadas en magma e ir realimentando las corrientes de convección.

Como sucede en muchas ocasiones, los fines militares conducen al desarrollo de nuevas técnicas y descubrimientos. Esto ocurrió durante la Segunda Guerra Mundial al estudiar los campos magnéticos en los fondos oceánicos. El objetivo primario era mejorar las técnicas de detección de los submarinos, pero paralelamente se obtuvieron datos muy interesantes en referencia a los campos magnéticos de las rocas del fondo oceánico (aunque no fueron analizados hasta años después). Se observó que, en estas rocas –y en las de la corteza continental–, los polos magnéticos de los minerales se orientan alternativamente hacia el polo norte o hacia el sur, formando largas y estrechas bandas magnéticas paralelas a las dorsales:

Anomalías magnéticas en la dorsal mesoatlántica. Las bandas oscuras representan anomalías positivas (rocas formadas cuando el campo magnético terrestre coincidía con el actual); las bandas claras, las anomalías negativas (formadas cuando el campo magnético terrestre estaba invertido).

Formación de las bandas magnéticas del fondo oceánico: a, formación de bandas de polaridad normal hace entre 4 y 5 Ma; b, hace entre 2,5 y 3,5 Ma; c, en la actualidad (desde hace 0,78 Ma). A los intervalos de tiempo amplios en los que predomina una determinada polaridad se les llaman crones; algunos de ellos tienen nombre propio. Sin embargo, cada cron incluye intervalos cortos de polaridad opuesta a la predominante (subcrones), como puede apreciarse en el cron Gilbert.

Los geólogos ingleses Frederick John Vine (1939-1988) y Drummond Hoyle Matthews (1931-1997) plantearon la hipótesis de que la corteza oceánica nueva originada en las dorsales registra el campo magnético terrestre existente en ese momento –generando así anomalías magnéticas positivas o negativas–. Además calcularon, utilizando métodos radiactivos, la edad de las rocas. Pudieron comprobar entonces que las bandas alternantes de rocas con anomalías magnéticas positivas y negativas presentaban cierta simetría a ambos lados de la dorsal, coincidiendo las edades de las bandas simétricas. Aplicando la hipótesis de Hess llegaron a la conclusión de que las rocas que forman estas bandas se irían alejando de forma paralela a ambos lados de la dorsal, a medida que se fueran formando nuevas rocas a lo largo del eje de las dorsales que las fueran desplazando (→animación explicativa).

Gracias a las aportaciones de Vine y Matthews se ha podido calcular la velocidad de desplazamiento de los fondos oceánicos y establecer cuándo tuvieron lugar los cambios en el campo magnético terrestre.

Los sismólogos de la década de los cuarenta observaron que la mayor actividad sísmica se detecta en los márgenes continentales, en aquellas zonas donde las cordilleras perioceánicas se enfrentan a las fosas oceánicas –como, por ejemplo, los litorales de la costa oeste de Norteamérica y de Sudamérica–, en los arcos insulares (Japón, Aleutinas...) y en las dorsales.

Asimismo, muchas de estas zonas presentan actividad volcánica, de lo que se puede deducir que existe una estrecha relación entre el vulcanismo y la sismicidad.

Adaptación de una imagen elaborada por Benioff en 1954. Se han representado, mediante estrellas, los hipocentros o focos sísmicos. Se puede observar que forman un ángulo de unos 45º con la horizontal.	Planisferio terrestre con la distribución de volcanes activos (triángulos) y sismos (puntos pequeños). Pulsa sobre el mapa para ampliar.

A todo ello se añadía el descubrimiento efectuado por el sismólogo Hugo Benioff (1899-1968), quien había detectado que los focos o hipocentros (lugar de origen) de los sismos eran tanto más profundos cuanto más hacia el interior del continente se localizaban, trazando un plano inclinado (plano de Benioff) desde el fondo oceánico hacia el interior de la Tierra. ¿Por qué se localizan los focos en estos planos, inclinados unos 45 grados?. ¿A qué se debe que volcanes y terremotos presenten una distribución muy similar? Responderemos a estas preguntas en el siguiente epígrafe.

Desde la antigüedad se usa la brújula como forma de orientación, mucho antes, incluso, de conocer los principios en los que se basa su utilización. Posteriormente se relacionó la orientación de la brújula con el campo magnético terrestre, llegándose a la conclusión de que el globo terrestre es como un imán gigante, con sus correspondientes polos magnéticos: norte y sur. Estos polos no coinciden exactamente con los geográficos, por donde pasa el eje de rotación de la Tierra, sino que forman un ángulo de 11,5 grados con respecto al mismo. Desde hace dos siglos se han intensificado las mediciones del campo magnético de nuestro planeta y se ha descubierto que la situación de los polos magnéticos varía constantemente, e incluso a veces llegan a invertir sus posiciones: el polo norte magnético pasa a ser el polo sur y viceversa (inversiones magnéticas).

	Variación en la posición del polo sur magnético

Cualquier aguja imantada que pueda girar libremente sobre un eje o en un fluido queda orientada por el campo magnético existente en la Tierra en ese momento. Lo mismo ocurre con algunas rocas ígneas, principalmente basálticas, formadas por minerales con propiedades magnéticas; los polos magnéticos de estos minerales se orientan según el campo magnético existente en el momento en que la lava de la que procede se solidificó. Si coincide con el actual, se reforzará el campo magnético de la roca, generando una anomalía positiva; en caso contrario, la brújula señalaría hacia el polo sur geográfico (anomalía negativa).

El estudio del magnetismo de las rocas en una serie estratigráfica concreta puede proporcionar informaciones muy valiosas (por ejemplo, acerca del movimiento de los continentes).