Tectónica de placas: un modelo bajo amenaza (2 de 5)

David Pratt, © 2000

Publicado por primera vez en Journal of Scientific Exploration, vol. 14, n° 3, p. 307-352, 2000.

 

 

Contenidos:

04. Deriva continental
-Ajustes y desajustes
-Trampas paleomagnéticas
-Deriva vs. geología
-Paleoclimatología
-Biopaleogeografía

 

04. Deriva continental

El mapeo de campo geológico proporciona evidencia respecto a movimientos horizontales de la corteza por hasta varios cientos de kilómetros (Jeffreys, 1976); no obstante, la tectónica de placas afirma que los continentes se han trasladado hasta 7.000 kms. o más desde la supuesta ruptura de Pangea. Las mediciones que utilizan técnicas geodésicas espaciales (VLBI o interferometría de base ancha, SLR o mediciones láser por satélite y GPS o sistema de posicionamiento global) han sido aclamadas por algunos especialistas como demostración de la hipótesis dominante. Tales mensuras proporcionan una guía para las tensiones corticales, pero al mismo tiempo dan pruebas sobre movimientos de placa del tipo predicho por la tectónica, a menos que se observen desplazamientos estimados y relativos entre todas las placas. Sin embargo, muchos de los resultados no exhiben un patrón definido y se muestran confusos y contradictorios, dando lugar a una variedad de hipótesis ad hoc (Fallon y Dillinger, 1992; Gordon y Stein, 1992; Smith y otros, 1994).

 

Como se predijo, Japón y América del Norte parecen aproximarse entre sí, pero las distancias desde los Andes centroamericanos hacia el primero o Hawai son más o menos constantes, mientras que la tectónica de placas anticipa un distanciamiento significativo (Storetvedt, 1997). La deriva transatlántica no ha sido demostrada porque las líneas de base dentro de Norteamérica y Europa occidental no han podido establecer que las placas se muevan como unidades rígidas; de hecho, sugieren una importante deformación intra-placa (Lowman, 1992b; James, 1994). Hasta la fecha, las mediciones geodésicas espaciales no han confirmado la tectónica de placas y están abiertas a explicaciones alternativas (por ejemplo, Meyerhoff et al., 1996a; Storetvedt, 1997; Carey, 1994). Claramente es un ejercicio peligroso extrapolar los movimientos de la corteza actual a decenas o cientos de millones de años en el pasado o en el futuro; en efecto, los estudios geodésicos en las zonas de "ruptura" (p. ej., Islandia y África oriental) no detectaron ninguna ampliación consistente y sistemática como se postula en la tectónica ortodoxa (Keith, 1993).

 

Ajustes y desajustes

Se dice que una pieza "convincente" que muestra que todos los continentes estuvieron unidos en una gran masa terrestre es el hecho de que se pueden unir como secciones de un rompecabezas. Hubo varios intentos de reconstrucciones (por ejemplo, Bullard, Everett y Smith, 1965; Nafe y Drake, 1969; Dietz y Holden, 1970; Smith y Hallam, 1970; Tarling, 1971; Barron, Harrison y Hay, 1978; Smith, Hurley y Briden, 1981; Scotese, Gagahan, y Larson, 1988), pero ninguna es del todo aceptable.

 

Fig. 2. El ajuste de Bullard. Las superposiciones y los espacios entre los continentes se muestran en negro (reimpreso con permiso de Bullard, Everett y Smith, 1965; derechos de autor por la Royal Society).

Por ejemplo, en el ajuste por Bullard generado mediante computadora (1965) hay una serie de omisiones evidentes pues queda excluida toda América Central y gran parte del sur de México, a pesar de que existen extensas áreas de rocas continentales paleozoicas y precámbricas. Este sector de unos 2.100.000 km² se superpone a América del Sur en una zona que consta de un cratón con al menos 2.000 millones de años, y también se omite todo el archipiélago de Indias Occidentales. Por cierto, gran parte del Caribe está sustentado por corteza continental antigua y el área total involucrada de 300.000 km² se superpone a África (Meyerhoff y Hatten, 1974). La cuenca de las islas Cabo Verde y Senegal también está sustentada por corteza continental pretérita, creando una superposición adicional de 800.000 km².

 

En los ajustes de Bullard, Everett y Smith se ignoran varias de las principales estructuras submarinas que parecen ser de origen continental, incluidas las dorsales Faeroe-Islandia-Groenlandia, Jan Mayen, Walvis, la elevación Rio Grande y la meseta de Falkland; sin embargo, se incluyó la meseta de Rockall por la única razón de que podría estar "ranurada". El modelo de Bullard postula una zona de corte este-oeste a través del Mediterráneo actual y requiere una rotación de España, pero la geología de campo no admite ninguna de estas suposiciones (Meyerhoff y Meyerhoff, 1974a) e incluso el célebre ajuste de Sudamérica y África es problemático, ya que es imposible unir simultáneamente todas las partes costeras; por ejemplo, existe una brecha entre Guyana y Guinea (Eyles y Eyles, 1993).

 

Al igual que el prototipo de Bullard-Everett-Smith (1965), la reconstrucción por Smith y Hallam (1970) para los continentes de Gondwana se basa en el contorno de profundidad de 500 brazas. Se omiten las Orcadas del Sur y Georgia del Sur -al igual que la Isla Kerguelen en el Océano Índico- y existe una gran brecha al oeste de Australia, mientras que como en otras propuestas la adaptación de India contra Australia deja un resquicio correspondiente en el Océano Índico occidental (Hallam, 1976). Dietz y Holden (1970) basaron su ajuste en el contorno de 1.000 brazas (2 kms.), pero aun tuvieron que omitir la plataforma Florida-Bahamas e ignoraron la evidencia de que es anterior al supuesto comienzo de la deriva. En muchas regiones, el límite entre la corteza continental y oceánica parece ocurrir bajo profundidades oceánicas de 2 a 4 kms. o más (Hallam, 1979), y en algunos lugares la zona de transición océano-continente tiene varios cientos de kilómetros de ancho (Van der Linden, 1977), lo cual significa que es defectuosa cualquier reconstrucción basada en contornos de profundidad seleccionados arbitrariamente. Dadas las libertades que los "derivacionistas" han tenido que tomar para obtener las coincidencias continentales deseadas, sus ajustes generados por computadora pueden ser un caso de "si entra basura, sale basura" (Le Grand, 1988).

 

Fig. 3. Mapa tectónico por ordenador para el periodo pérmico (reimpreso con permiso de Meyerhoff, 1995; derechos de autor por Elsevier Science).

 

Los derivacionistas consideran las similitudes en tipos de roca y las estructuras geológicas costeras -supuestamente yuxtapuestas en otro tiempo- como una prueba más de que los continentes estaban unidos, pero rara vez mencionan el cúmulo de diferencias respectivas. Por ejemplo, se cree que África occidental y el norte de Brasil estuvieron en contacto, aunque las tendencias estructurales en la primera fueron N-S, mientras que las del segundo eran E-O (Storetvedt, 1997). Algunas reconstrucciones prederivacionales muestran a India peninsular contra Antártida occidental, pero las cuencas indias del Pérmico no corresponden geográficamente o en secuencia a aquéllas de Australia occidental (Dickins y Choi, 1997). Gregory (1929) sostuvo que las semejanzas geológicas en las costas atlánticas opuestas se deben a que las áreas pertenecían al mismo cinturón tectónico, pero que las disimilitudes son suficientes para mostrar que esos sectores estaban situados en partes distantes del cinturón. Bucher (1933) mostró que las congruencias paleontológicas y geológicas entre los Alpes orientales y los Himalayas centrales, a 6.430 kms. de distancia, son tan notables como las diferencias entre Argentina y Sudáfrica, separadas por igual tramo.

 

El paralelismo aproximado en las costas del Océano Atlántico puede deberse a que los límites entre continentes y océanos se formaron por fallas profundas que tienden a agruparse en sistemas paralelos (Beloussov, 1980). Además, la curvatura de los contornos continentales suele ser tan similar que muchos de ellos pueden unirse si se les da la rotación necesaria. Lyustikh (1967) dio ejemplos de 15 líneas costeras que pueden juntarse bastante bien aunque nunca hayan estado en yuxtaposición. Voisey (1958) demostró que el este de Australia encaja bien con el este de Norteamérica si el Cabo York se ubica al lado de Florida, y señaló que las afinidades geológicas y paleontológicas son notables presuntamente debido a los antecedentes tectónicos similares de ambas regiones.

 

Trampas paleomagnéticas

Uno de los principales soportes de la deriva continental es el paleomagnetismo o estudio del magnetismo en rocas y sedimentos antiguos. La inclinación y declinación del magnetismo fósil se puede utilizar para inferir el emplazamiento de un polo magnético virtual con respecto al sitio de la muestra pertinente. Cuando los polos virtuales se determinan a partir de rocas progresivamente más antiguas del mismo continente, los polos parecen "vagar" con el tiempo, y la unión de las primeras posiciones de polos promediadas genera una trayectoria de desplazamiento polar aparente. Distintos continentes producen caminos dispares de desplazamiento polar, y de esto se ha concluido que el aparente "vagabundeo" en los polos magnéticos es causado por el movimiento real de los continentes sobre la superficie terrestre. Sin embargo, no se ha descartado la posibilidad de que haya habido cierto grado de desplazamiento polar verdadero, es decir, un cambio posicional de toda la Tierra con respecto al eje de rotación (en cuyo caso la inclinación axial sigue siendo la misma).

 

Ha quedado bien establecido que el paleomagnetismo puede ser poco confiable (Barron, Harrison y Hay, 1978; Meyerhoff y Meyerhoff, 1972). Por ejemplo, los datos paleomagnéticos implican que durante el Cretácico medio Azerbaiyán y Japón se encontraban en el mismo lugar (Meyerhoff, 1970a) y asimismo la literatura está repleta de inconsistencias (Storetvedt, 1997). Los estudios paleomagnéticos en rocas de diferentes edades sugieren una ruta de desplazamiento polar distinta no sólo para cada continente, sino también para diferentes partes en cada uno de ellos. Cuando se trazan las posiciones de polos paleomagnéticos individuales en mapas mundiales, en lugar de las curvas promediadas, la dispersión es enorme y a menudo más ancha que la del Atlántico. Además, el paleomagnetismo puede determinar sólo la paleolatitud y no la paleolongitud, y en consecuencia no se puede utilizar para probar la deriva continental.

 

El paleomagnetismo está plagado de incertidumbres. Merrill, McElhinny y McFadden (1996, p. 69) afirman: "Hay numerosos escollos que esperan a los incautos: primero, al clasificar la magnetización primaria de magnetizaciones secundarias (adquiridas luego de la formación), y segundo, al extrapolar las propiedades de la magnetización primaria a las del campo magnético terrestre". La interpretación de los datos paleomagnéticos se basa en dos supuestos básicos aunque cuestionables: a) cuando se forman rocas, se magnetizan en la dirección del campo geomagnético existente en el momento y lugar de su génesis, y la magnetización adquirida se retiene en aquéllas al menos parcialmente durante el tiempo geológico; y b) el campo geomagnético promediado para cualquier período del orden de 10⁵ años (excepto las épocas de inversión magnética) es un campo dipolar orientado a lo largo del eje planetario de rotación.

 

El desplazamiento gradual hacia el norte para las "elipses de dispersión" del paleopolo a través del tiempo y la reducción gradual de los diámetros en esas elipses sugieren que a largo plazo el magnetismo remanente se vuelve menos estable. El magnetismo rocoso está sujeto a modificaciones por magnetismo posterior, meteorización, metamorfismo, deformación tectónica y cambios químicos; además, el campo geomagnético en el momento presente se desvía sustancialmente del de un dipolo axial geocéntrico. El eje magnético está inclinado aproximadamente 11° con respecto al de rotación, y en algunos planetas se encuentran compensaciones mucho mayores: 46,8° en Neptuno y 58,6° para Urano (Merrill, McElhinny y McFadden, 1996). Sin embargo, debido a que el campo magnético terrestre experimenta a la postre una variación secular significativa (por ejemplo, una desviación hacia el oeste), se piensa que el campo promediado en el tiempo se aproximará mucho a un dipolo axial geocéntrico, pero existe fuerte evidencia de que el campo geomagnético tuvo componentes no dipolares a largo plazo en el pasado, aunque en gran parte se han desatendido (Van der Voo, 1998; Kent y Smethurst, 1998). Deben utilizarse datos paleoclimáticos para probar la naturaleza axial del campo geomagnético en épocas remotas; sin embargo, varios indicadores paleoclimáticos importantes, junto con información paleontológica, proporcionan evidencia poderosa contraria a los modelos de deriva continental y por tanto antagónica a la interpretación actual de datos paleomagnéticos (ver más adelante).

 

Es posible que los polos magnéticos hayan "vagado" considerablemente con respecto a los geográficos en periodos anteriores. Además, si en fases geológicas pretéritas hubo anomalías magnéticas estables de la misma intensidad que las irregularidades actuales de Asia oriental (o algo más fuertes), esto haría que la hipótesis del dipolo axial geocéntrico quedara invalidada (Beloussov, 1990). Los campos magnéticos regionales o semiglobales pueden ser generados por células de energía termomagmática similares a vórtices que se elevan y caen en el manto de la Tierra (Pratsch, 1990). Otro factor importante puede ser la magnetostricción o cambio en el sentido de la magnetización por tensión dirigida (Jeffreys, 1976; Munk y MacDonald, 1975). Algunos investigadores demostraron que ciertos resultados paleomagnéticos discordantes que podrían esclarecerse por grandes movimientos horizontales se pueden explicar bien mediante rotaciones de bloque vertical y basculaciones, y por inclinación de poca profundidad como resultado de la compactación de sedimentos (Butler et al., 1989; Dickinson y Butler, 1998; Irving y Archibald, 1990; Hodych y Bijaksana, 1993). Storetvedt (1992, 1997) ha desarrollado un modelo conocido como tectónica global de torsiones en que se elucidan datos paleomagnéticos mediante rotaciones horizontales in situ de bloques continentales, junto con el verdadero desplazamiento polar. Así, la posibilidad de que pueda funcionar simultáneamente una combinación entre estos factores socava en gran medida el uso del paleomagnetismo para apoyar la deriva continental.

 

Deriva vs. geología

Supuestamente la apertura del Océano Atlántico comenzó en el Cretácico por separación de las placas Euroasiática y Estadounidense. Sin embargo y en el otro lado del globo, el noreste de Eurasia está unido a América del Norte por la plataforma Bering-Chukotsk que subyace a la corteza continental precámbrica que es continua e ininterrumpida desde Alaska hasta Siberia. Geológicamente estas regiones constituyen una sóla unidad y no es realista suponer que anteriormente estaban divididas por un océano con varios miles de kilómetros en ancho que se cerró para compensar la apertura del Atlántico. Si una sutura está ausente allí, se debiera encontrar una en Eurasia o América del Norte, pero no parece existir tal sutura (Beloussov, 1990; Shapiro, 1990). Si la bahía de Baffin y el Mar de Labrador se hubieran formado por el distanciamiento de Groenlandia y América del Norte, esto habría producido cientos de kilómetros de desplazamiento lateral a través del Estrecho de Nares entre Groenlandia y la isla Ellesmere, pero los estudios de campo geológico no revelan dicho fenómeno (Grant, 1980, 1992). Groenlandia está segregada de Europa al oeste de Spitsbergen por sólo 50-75 kms. en el contorno de profundidad de 1.000 brazas, y se une a Europa por la dorsal continental Feroe-Islandia-Groenlandia (Meyerhoff, 1974), por cuanto todos estos hechos excluyen la posibilidad de una deriva este-oeste en el hemisferio norte.

 

La geología indica que por un lado ha habido una conexión tectónica directa entre Europa y África a través de las zonas de Gibraltar y Rif, y por el otro Calabria y Sicilia, al menos desde fines del Paleozoico, lo que contradice las afirmaciones tectonistas de desplazamiento significativo entre Europa y África durante este período (Beloussov, 1990). Los tectonistas tienen opiniones muy diversas sobre la región de Medio Oriente: algunos abogan por la presencia anterior de dos o más placas, otros postulan varias microplacas, otro resto apoya las interpretaciones de arco insular y la mayoría favorece la existencia de al menos una zona de sutura que marca el lugar de una colisión entre dos continentes. Kashfi (1992, p. 119) comenta: “Casi todas estas hipótesis se excluyen mutuamente, y muchas dejarían de existir si se respetaran los datos de campo. Esta información señala que no hay nada en el registro geológico que respalde una separación pasada de Arabia-África del resto de Medio Oriente".

 

Se piensa que India se separó de Antártica en algún momento durante el Mesozoico y luego se desvió hacia el noreste hasta 9.000 kms. por un lapso de hasta 200 millones de años, hasta que finalmente chocó con Asia en el Terciario medio elevando el Himalaya y la meseta tibetana. El hecho de que Asia tuviera una indentación de aproximadamente la forma y el tamaño correctos y en el lugar exacto para que India se "acoplara" sería una notable coincidencia (Mantura, 1972). Sin embargo, existe constatación geológica y paleontológica abrumadora de que India ha sido parte integral de Asia desde la época del Proterozoico o anterior (Chatterjee y Hotton, 1986; Ahmad, 1990; Saxena y Gupta, 1990; Meyerhoff et al., 1991). También hay abundantes pruebas de que el mar de Tetis en la región del actual cinturón orogénico alpino-himalayo nunca fue un océano profundo y ancho, sino más bien una vía marítima intracontinental estrecha y predominantemente poco honda (Bhat, 1987; Dickins, 1987, 1994c; McKenzie, 1987; Stöcklin, 1989). Si el largo viaje de India realmente hubiera ocurrido, habría sido una isla-continente aislada durante millones de años, tiempo suficiente para que evolucionara una fauna endémica muy distinta; sin embargo, las faunas mesozoicas y terciarias no muestran tal endemismo e indican que India se encontraba muy cerca de Asia durante este período, y no de Australia y Antártica (Chatterjee y Hotton, 1986). De esta suerte, la continuidad estratigráfica, estructural y paleontológica de India con Asia y Arabia significa que el supuesto "viaje" de la primera no es más que un vuelo de fantasía.

 

Una característica sorprendente de los océanos y continentes actuales es su disposición antípoda: el Océano Ártico es precisamente opuesto a Antártica; Norteamérica al Océano Índico; Europa y África a la zona central del Océano Pacífico; Australia está al otro lado de la pequeña cuenca del Atlántico norte, y el Atlántico sur corresponde -aunque con menos exactitud- a la mitad oriental de Asia (Gregory, 1899, 1901; Bucher, 1933; Steers, 1950). Sólo el 7% de la superficie planetaria no obedece a la regla antípoda. Si los continentes se hubieran desplazado lentamente miles de kilómetros a sus posiciones actuales, la disposición antipodal de tierra y agua tendría que considerarse como pura coincidencia; en este sentido Harrison et al. (1983) calcularon que hay 1 posibilidad en 7 de que este arreglo sea resultado de un proceso aleatorio.

 

Paleoclimatología

Se conserva un registro paleoclimático desde el Proterozoico hasta hoy sobre la distribución geográfica de evaporitas, rocas carbonatadas, carbones y tillitas. Las ubicaciones de estos indicadores paleoclimáticos se explican mejor por la vía de continentes estables que movedizos, y por cambios periódicos en el clima global desde el templado/caliente hasta el frío (Meyerhoff y Meyerhoff, 1974a; Meyerhoff et al., 1996b). Por ejemplo, desde el Proterozoico hasta hoy el 95% de todas las evaporitas -indicadores de clima seco- se encuentra en regiones que ahora reciben menos de 100 cms. de lluvia por año, es decir, los actuales cinturones de viento seco. Las zonas de evaporita y carbón muestran un pronunciado desplazamiento hacia el norte, similar al del presente ecuador térmico en la misma dirección. En el mejor de los casos, al mover los continentes se clarifican los rasgos paleoclimáticos locales o regionales para un período particular, e invariablemente falla en explicar el clima global para el mismo intervalo.

 

En el Carbonífero y el Pérmico los glaciares cubrían partes de Antártica, Sudáfrica, Sudamérica, India y Australia. Los derivacionistas afirman que esta glaciación se puede explicar en términos de Gondwana, que luego se situó cerca del Polo Sur; sin embargo, esa hipótesis queda anulada a este respecto porque las grandes áreas que se hallaban glaciadas durante aquel tiempo se moverían muy al interior para que pudieran alcanzarles las corrientes de aire oceánicas y húmedas. Los glaciares se habrían formado sólo en sus márgenes, mientras que en el interior habría existido un desierto vasto y frío (Meyerhoff, 1970a; Meyerhoff y Teichert, 1971). Los mares epicontinentales y poco profundos dentro de Pangea no pudieron proporcionar la humedad requerida porque se habrían congelado durante los meses de invierno. Esta glaciación es más fácil de explicar en términos de las posiciones actuales de los continentes, pues casi todos los centros de hielo continentales estaban adyacentes o cerca de las líneas costeras presentes, o en mesetas altas/montañas no muy apartadas de las costas modernas.

 

Los derivacionistas señalan que los continentes han cambiado poco desde inicios del Cenozoico (hace unos 65 millones de años), pero este período atestiguó alteraciones significativas en las condiciones climáticas. Incluso desde el Plioceno temprano el ancho de la zona templada se modificó en más de 15° (1.650 kms.) en los hemisferios norte y sur. El levantamiento de las Montañas Rocallosas y la meseta tibetana parece haber sido un factor clave en el deterioro climático del Cenozoico tardío (Ruddiman y Kutzbach, 1989; Manabe y Broccoli, 1990). Para decidir si los climas pasados son compatibles con las latitudes modernas de las regiones afectadas, claramente es fundamental tener en cuenta los movimientos verticales de la corteza que pueden provocar cambios importantes en los patrones de circulación atmosférica y oceánica al transformar la topografía de los continentes y el fondo oceánico, y también la distribución de tierra y mar (Dickins, 1994a; Meyerhoff, 1970b; Brooks, 1949).

 

Biopaleogeografia

En un análisis detallado, Meyerhoff et al. (1996b) demostraron que la mayoría de los límites biogeográficos más importantes basados en distribuciones florales y faunísticas no coinciden con los límites de placa producidos parcialmente por computadora y postulados por la tectónica de placas. Los movimientos propuestos de los continentes tampoco se corresponden con las rutas de migración conocidas o necesarias de los límites biogeográficos. En la mayoría de los casos, las discrepancias son muy grandes y ni siquiera se puede reclamar una coincidencia aproximada. Los autores comentan: "Lo desconcertante es que se permite que tales inconsistencias importantes entre los postulados tectónicos de placas y los datos de campo -que involucran límites extendidos por miles de kilómetros- pasen desapercibidas, no reconocidas y sin estudiarse" (p. 3).

 

Las distribuciones conocidas de organismos fósiles son más coherentes con un modelo terrestre como el de hoy que con los patrones de deriva continental, y aparecen más problemas de migración al unir los continentes en tiempos remotos que al mantenerlos separados (Smiley, 1974, 1976, 1992; Teichert, 1974; Khudoley, 1974; Meyerhoff y Meyerhoff, 1974a; Teichert y Meyerhoff, 1972). No es científico seleccionar algunas identidades de fauna e ignorar el número mucho mayor de diferencias faunísticas de distintos continentes que se supone estuvieron unidos alguna vez. Se afirma con frecuencia que la distribución generalizada de la flora Glossopteris en los continentes del sur apoya la existencia anterior de Gondwana, pero rara vez se dice que esta flora también se ha encontrado en el noreste asiático (Smiley, 1976).

 

Parte de la evidencia paleontológica parece requerir el surgimiento y la inmersión alternativos de las rutas de dispersión terrestre sólo tras la supuesta ruptura de Pangea. Por ejemplo, la distribución de mamíferos indica que no hubo conexiones físicas directas entre Europa y Norteamérica durante el Cretácico tardío y el Paleoceno, sino que sugiere un nexo temporal con Europa en el transcurso del Eoceno (Meyerhoff y Meyerhoff, 1974a). Por otra parte, la deriva continental habría resultado en una desconexión inicial sin un nuevo vínculo posterior. Pocos derivacionistas han reconocido la necesidad de puentes terrestres y discontinuos tras la supuesta separación de continentes (por ejemplo, Tarling, 1982; Briggs, 1987), y al respecto varias crestas, elevaciones y mesetas oceánicas podrían haber actuado como enlaces, pues se sabe que en el pasado muchos estuvieron parcialmente sobre el agua en varias ocasiones. También es posible que estos pasajes formaran parte de antiguas masas terrestres más grandes en los océanos actuales (véase más adelante).

Tectónica de placas: un modelo bajo amenaza (1 de 5)

David Pratt, © 2000

Publicado por primera vez en Journal of Scientific Exploration, vol. 14, n° 3, p. 307-352, 2000.

 

Contenidos:

01. Resumen
02. Introducción
03. ¿Placas en movimiento?

01. Resumen 

Este artículo analiza los desafíos que enfrenta la tectónica de placas, el paradigma dominante en geociencias. Se muestra inverosímil el modelo clásico de placas litosféricas delgadas que se mueven sobre una astenosfera global, y a este respecto se presentan pruebas que parecen contradecir la deriva continental, la expansión/subducción del fondo marino y el aserto de que la corteza oceánica es relativamente joven. La conclusión es que los principios fundamentales en tectónica de placas pueden estar equivocados al revisar los problemas expuestos por los movimientos tectónicos verticales, incluida la evidencia sobre grandes áreas de corteza continental sumergida en los océanos actuales.


02. Introducción

La idea sobre deriva continental a gran escala ha existido durante unos 200 años, pero la primera teoría detallada fue propuesta por Alfred Wegener en 1912 y encontró un rechazo generalizado, en gran parte porque el mecanismo que sugirió era inadecuado, esto es, que los continentes supuestamente avanzaron con lentitud mediante la corteza oceánica más densa bajo la influencia de fuerzas gravitacionales y rotatorias. El interés se reavivó a principios de los años '50 con el surgimiento de la nueva ciencia del paleomagnetismo, que parecía brindar un fuerte apoyo a la deriva continental. A inicios de la década de 1960 los nuevos datos de exploración oceánica llevaron a la idea de expansión del fondo marino, y unos años más tarde estos y otros conceptos se sintetizaron en el modelo de tectónica de placas, que originalmente se llamó "nueva tectónica global".

De acuerdo con el modelo ortodoxo sobre tectónica de placas, la capa exterior de la Tierra o litosfera se divide en una serie de placas grandes, rígidas y móviles que se desplazan sobre una capa suave del manto -conocida como astenosfera- e interactúan en sus límites donde convergen, divergen o se deslizan entre sí, y se considera que dichas interacciones son responsables de la mayor parte de la actividad sísmica y volcánica en el planeta. Las placas hacen que las montañas se eleven donde colisionan, provocan fracturamiento de continentes y dan lugar a océanos en sectores de separación. Los continentes, ubicados pasivamente en la parte posterior de las placas, se desplazan con ellas a una velocidad de pocos centímetros al año. Se dice que a fines del Pérmico, hace unos 250 millones de años, todos los continentes actuales estaban reunidos en un superconjunto llamado Pangea que constó de dos grandes masas térreas: Laurasia en el norte y Gondwana al sur. Se piensa que Pangea comenzó a fragmentarse en el Jurásico temprano -aunque en ocasiones se dice que fue en el Triásico o incluso el Cretácico-, lo que llevó a la configuración de los océanos y continentes observados en la actualidad.

Se ha dicho que "una hipótesis que apela a su unidad o simplicidad actúa como un filtro, aceptando el refuerzo con holgura, pero tiende a rechazar las pruebas que no parecen encajar" (Grad, 1971, p. 636). Meyerhoff y Meyerhoff (1974b, p. 411) argumentaron que ésta es "una descripción admirable de lo ocurrido en el campo de la dinámica de la Tierra, donde se ha permitido que la hipótesis de nueva tectónica global anule todas las demás y pase por encima de ellas". Nitecki et al. (1978) informaron que en 1961 sólo el 27% de geólogos occidentales aceptaba la tectónica de placas, pero que a mediados de los '60 se produjo una "reacción en cadena" y para 1977 esa cifra llegó al 87%. Algunos defensores de la tectónica de placas han admitido que a fines de la década '60 se desarrolló una atmósfera triunfalista y no se consideraron lo suficiente los datos que no encajaban en el nuevo modelo "tectonista" (p. ej. Wyllie, 1976) resultando en "un dogmatismo algo perturbador" (Dott y Batten, 1981, p. 151), mientras que McGeary y Plummer (1998, p. 97) reconocen que "como otras personas, los geólogos son susceptibles a las modas".

Maxwell (1974) declaró que muchos artículos de geociencias se preocupaban por demostrar que alguna característica o proceso específicos podían explicarse mediante la tectónica de placas, pero que dichos documentos tenían valor limitado en cualquier evaluación imparcial sobre la validez científica de la hipótesis. Van Andel (1984) admitió que la tectónica de placas tenía serias fallas y que la necesidad de un número creciente de modificaciones ad hoc pone en duda su afirmación de ser una teoría global unificadora y definitiva. Lowman (1992a) argumentó que en buena medida la geología se ha convertido en "una mezcla insípida de investigación descriptiva y artículos explicativos en que la interpretación es una práctica fácil de los recetarios sobre conceptos de placas tectónicas (...) utilizada con tanta confianza como las funciones trigonométricas" (p. 3). Por su parte, Lyttleton y Bondi (1992) sostuvieron que la plausibilidad en esta teoría se reduce por las dificultades a que se enfrentaba el tectonismo y la falta de estudio de explicaciones alternativas para la aparente evidencia de apoyo.

Saull (1986) señaló que ningún modelo tectónico global debería considerarse definitivo, ya que las observaciones geológicas y geofísicas están casi siempre abiertas a explicaciones alternativas. También afirmó que incluso si la tectónica de placas fuera falsa, sería difícil de refutar y reemplazar por las siguientes razones: a) los procesos supuestamente responsables de la dinámica de placas están arraigados en regiones de la Tierra tan poco conocidas que es difícil probarlos o refutar cualquier modelo particular de ellos; b) el núcleo duro de la creencia en la tectónica de placas está protegido del "asalto directo" por hipótesis auxiliares que aún se están generando, y c) se cree que el modelo de placa es "tan correcto" que es difícil obtener interpretaciones alternativas publicadas en la literatura científica. 

Cuando la tectónica de placas fue elaborada por primera vez en la década de 1960, se había explorado menos del 0,0001% de las profundidades oceánicas y menos del 20% de la superficie terrestre se había mapeado detalladamente. Incluso a mediados del decenio de 1990 sólo alrededor del 3 al 5% de las cuencas oceánicas profundas fueron exploradas con algún tipo de detalle y no se podía decir que más del 25 al 30% de la superficie terrestre fuera verdaderamente conocido (Meyerhoff et al., 1996a). La comprensión científica sobre los rasgos superficiales de la Tierra claramente todavía está en su infancia, por no decir nada respecto del interior planetario.

Beloussov (1980, 1990) sostuvo que la tectónica de placas era una generalización prematura de datos aún muy inadecuados sobre la estructura del suelo oceánico, y había demostrado estar muy alejada de la realidad geológica:

"Es (...) bastante comprensible que los intentos de emplear esta concepción para explicar situaciones estructurales concretas a escala local en lugar de una global, conduzcan a esquemas cada vez más complicados donde se sugiere que los ejes locales de propagación se desarrollan aquí y allá, que cambian su posición, desaparecen y resurgen, que la velocidad de propagación se altera repetidamente y con frecuencia cesa por completo, y que las placas litosféricas se dividen en un número aún mayor de placas secundarias y terciarias. Todos estos esquemas se caracterizan por una ausencia total de lógica y patrones de cualquier tipo. Se da la impresión de que se han inventado ciertas reglas del juego y que el objetivo es encajar la realidad en estas reglas de una manera u otra" (1980, p. 303).

La crítica hacia el paradigma tectonista dominante ha aumentado en paralelo con el número en aumento de anomalías observacionales, y en este artículo se describen algunos de los principales problemas que enfrenta ese modelo.


03. ¿Placas en movimiento?

De acuerdo con el modelo tectonista clásico, las placas litosféricas se arrastran sobre una capa relativamente plástica de roca parcialmente fundida denominada astenosfera (o zona de baja velocidad). Un libro geológico moderno (McGeary y Plummer, 1998) aduce que la litosfera -que comprende la corteza terrestre y el manto superior- tiene un promedio cercano a los 70 kms. de espesor bajo los océanos y al menos 125 kms. bajo los continentes, mientras que la astenosfera se extiende hasta una profundidad aproximada de 200 kms., y señala que algunos geólogos creen que la litosfera que subyace a los continentes tiene una espesura de al menos 250 kms. La tomografía sísmica, que produce imágenes tridimensionales del interior de la Tierra, parece mostrar que las partes continentales más antiguas tienen raíces hondas que se extienden a profundidades de 400 a 600 kms. y que la astenosfera está esencialmente ausente bajo ellas. McGeary y Plummer (1998) señalan que estos hallazgos arrojan dudas sobre el modelo original y simple de litosfera-astenosfera para el comportamiento de las placas, pero no consideran ninguna alternativa.

Fig. 1. Sección transversal sismotomográfica que muestra la estructura de velocidad a través del cratón de Norteamérica y el Océano Atlántico Norte. La litosfera de alta velocidad (más fría), que se muestra en tonos oscuros, subyace al escudo canadiense a profundidades de 250 a 500 kms. (reimpreso con permiso de Grand, 1987; derechos de autor por la Unión Geofísica Americana).

A pesar de la convincente evidencia sismotomográfica de profundas raíces continentales (Dziewonski y Anderson, 1984; Dziewonski y Woodhouse, 1987; Grand, 1987; Lerner-Lam, 1988; Forte, Dziewonski y O'Connell, 1995; Gossler y Kind, 1996), algunos tectonistas han sugerido que simplemente pasamos por un momento en que los continentes se han deslizado sobre el manto más frío (Anderson, Tanimoto y Zhang, 1992) o que las raíces continentales no tienen más de 200 kms. en espesor, sino que inducen la degradación del material mantélico frío bajo ellas, dando la ilusión de ser mucho más profundas (Polet y Anderson, 1995). Sin embargo, se ha reunido evidencia durante varias décadas en estudios de velocidad sísmica, flujo de calor y gravedad, mostrando que los antiguos escudos continentales tienen raíces muy profundas y que la astenosfera de baja velocidad es muy delgada o está ausente bajo ellas (por ejemplo, MacDonald, 1963; Jordan, 1975, 1978; Pollack y Chapman, 1977). La tomografía sísmica simplemente ha reforzado el mensaje de que los cratones continentales, especialmente de la era Arqueana y Proterozoica temprana, están "soldados" al manto subyacente y que no hay realismo en el concepto de placas litosféricas delgadas (menos de 250 kms.) moviéndose por miles de kilómetros sobre una astenosfera global. No obstante, muchos libros continúan propagando el modelo simplista de litosfera-astenosfera y no dan la menor indicación de problemas (por ejemplo, McLeish, 1992; Skinner y Porter, 1995; Wicander y Monroe, 1999).

Lejos de que la astenosfera sea una capa continua, los datos geofísicos señalan que hay lentes desconectadas ("astenolentes") observadas sólo en regiones de activación tectónica y alto flujo de calor. Aunque los análisis de ondas superficiales sugirieron que la astenosfera estaba presente universalmente bajo los océanos, los estudios sísmicos detallados muestran que aquí también sólo existen lentes astenosféricas. La investigación sísmica ha revelado zonificación e inhomogeneidad complicadas en el manto superior, alternancia de capas con velocidades más altas o bajas y capas de diferente calidad. Las capas individuales de baja velocidad están empotradas a diferentes profundidades en distintas regiones y no componen una sóla unidad, lo cual hace que el concepto mismo de la litosfera sea ambiguo, al menos el de su base; de hecho, la definición de litosfera y astenosfera se ha ido difuminando con el tiempo (Pavlenkova, 1990, 1995, 1996).

De esta suerte, la litosfera tiene una estructura altamente compleja e irregular. Lejos de ser uniformes, en realidad las "placas" son "una megabrecha, un 'budín' de inhomogeneidades cuya naturaleza, tamaño y propiedades varían ampliamente" (Chekunov, Gordienko y Guterman, 1990, p. 404). La corteza y el manto superior tienen una estructura altamente intrincada y desigual; se dividen por fallas en un mosaico de bloques separados con diferentes formas y tamaños que se empujan mutuamente y presentan estructura y resistencia internas variables. N.I. Pavlenkova concluye: "Esto significa que apenas es posible el movimiento de placas litosféricas en largas distancias, como cuerpos rígidos individuales. Además, si tenemos en cuenta la ausencia de astenosfera como única zona continua, entonces este desplazamiento parece absolutamente imposible". Afirma que ello se confirma aún más por la fuerte evidencia de que las características geológicas regionales también están conectadas con inhomogeniedades profundas (más de 400 kms.) y que estos vínculos permanecen estables durante largos intervalos de tiempo geológico; así, un movimiento considerable entre la litosfera y la astenosfera separaría las estructuras cercanas a la superficie de sus raíces de manto profundo.

Los tectonistas que aceptan la constatación de profundas raíces continentales han propuesto que las placas pueden extenderse y deslizarse a lo largo de la discontinuidad sísmica de 400 kms. o incluso 670 kms. (Seyfert, 1998; Jordan, 1975, 1978, 1979). Por ejemplo, Jordan sugirió que la litosfera oceánica se mueve en la zona clásica de baja velocidad, mientras que la litosfera continental lo hace a lo largo de la discontinuidad de 400 kms.; sin embargo, no hay certezas de que exista una zona superplástica en dicha intermisión y no se han encontrado pruebas de una zona de corte que conecte las dos capas de desacoplamiento a lo largo del borde posterior de los continentes (Lowman, 1985); además, incluso bajo los océanos no parece haber astenosfera continua. En último término, el movimiento de tales "placas" gruesas plantea un problema aún mayor que el de las secciones litosféricas delgadas.

Inicialmente se afirmó que la fuerza motriz en los movimientos de placa eran corrientes de convección profundas en el manto que brotaban bajo las dorsales medias oceánicas y que se producía un descenso de material bajo las fosas marinas. Como se consideró que la existencia de capas en el manto hacía improbable la convección del mismo en su totalidad, también se propusieron modelos análogos bi-capa. Jeffreys (1974) argumentó que la convección no puede ocurrir porque es un proceso de auto-amortiguación, como describe la ley de Lomnitz. Los tectonistas de placa esperaban que la sismotomografía proporcionara evidencia clara sobre un patrón convectivo de células bien organizado, pero en realidad otorgó pruebas sólidas contra la existencia de grandes células de convección que impulsan la placa en el manto superior (Anderson, Tanimoto y Zhang, 1992). Ahora muchos geólogos piensan que la convección mantélica es resultado del movimiento de placa en lugar de su causa, y que es de manto superficial y no profundo (McGeary y Plummer, 1998).

Las fuerzas motrices de placa favorecidas en la actualidad son el "empuje de cresta" y el "empuje de losa", aunque su adecuación está muy cuestionada. Se cree que éste último es el mecanismo dominante y se refiere a la subsidencia gravitacional de losas subducidas; sin embargo, no funciona para las placas que son en gran medida continentales o tienen bordes delanteros continentales, porque la corteza continental no puede ser subducida corporalmente debido a su baja densidad, y parece en absoluto irrealista imaginar que sólo el empuje de cresta desde la Dorsal Media Atlántica pudiera trasladar la placa euroasiática de 120° de ancho (Lowman, 1986). Además, la evidencia de debilidad a largo plazo en grandes masas rocosas arroja dudas sobre la idea de que las fuerzas de borde puedan transmitirse desde el margen de una "placa" a su contorno interior u opuesto (Keith, 1993).

Actualmente se reconocen trece placas principales que varían en tamaño desde aproximadamente 400 por 2.500 kms. y hasta 10.000 por 10.000 kms., junto con un número creciente de microplacas (más de 100 hasta el momento). Van Andel (1998) escribe: "Donde los límites de placas se unen a los continentes, a menudo los asuntos se vuelven muy complejos y exigen un matiz cada vez más denso de modificaciones ad hoc y enmiendas a la teoría y praxis en tectónica de placas bajo la forma de microplacas, límites difusos de placas y formaciones rocosas de acreción. Un buen ejemplo es el Mediterráneo, donde las colisiones entre África y un enjambre de microcontinentes han producido una pesadilla tectónica que está lejos de resolverse. De manera más inquietante, algunos límites de placas actuales, especialmente en el Mediterráneo oriental, parecen ser tan difusos y anómalos que no pueden compararse con los tres tipos de linderos de placas según la teoría básica".

Los límites de placas se identifican y definen principalmente sobre la base de terremotos y actividad volcánica; por tanto, es de esperar una estrecha correspondencia entre bordes de placas y cinturones de terremotos y volcanes, y difícilmente puede considerarse como uno de los "éxitos" en la tectónica de placas (McGeary y Plummer, 1998). Además, el patrón simple de terremotos en torno a la Cuenca del Pacífico -sobre el cual se han basado los modelos tectonistas hasta la fecha- ha sido seriamente socavado por estudios más recientes que muestran un número muy sorprendente de terremotos en regiones de aguas profundas que antes se consideraban asísmicas (Storetvedt, 1997). Otro problema importante es que varias "fronteras de placa" son puramente teóricas y parecen no existir, incluido el límite noroeste del [Océano] Pacífico para las placas del Pacífico, América del Norte y Eurasia, el límite sur de la filipina, parte del linde austral en la del Pacífico y la mayor parte de los bordes norte y sur en la placa Sudamericana (Stanley, 1989).