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Nuestra Tierra • Número 9 • Primavera 2008 • página 2

EditorialEl año 2008 ha sido

dedicado al planeta Tierracon el lema “Ciencias de laTierra para la sociedad”.Con ello, la asambleageneral de las NacionesUnidas quiere contribuir aldesarrollo sustentable de la

Tierra, promoviendo el uso inteligente de los recursosnaturales y una mejor planeación de las actividadeshumanas relacionadas con la naturaleza, de modo quedisminuyan los riesgos para la sociedad. Esta es unaocasión para destinar algunos esfuerzos adicionalespara dar a conocer a la sociedad cómo es la Tierra,cómo ha ido evolucionando en el tiempo hasta ser loque nosotros conocemos ahora, y cómo está cambian-do actualmente a través de su interacción con elhombre.

En efecto, desde su origen, el ser humano, comotodos los seres vivos, obtuvo de la Tierra cuanto nece-sitó para desarrollar su vida, y la Tierra le pareció in-mutable, sus recursos no tenían fin. En cambio, con eldesarrollo de las grandes civilizaciones y más parti-cularmente en los últimos 150 años, después de larevolución industrial, el ritmo de extracción de recur-sos y de alteración del medio ambiente del planeta porparte del hombre se aceleró. En las últimas décadas,estamos viviendo, entre otros, la destrucción de losbosques, la contaminación de ríos y mares, la pérdidade biodiversidad, los deslizamientos de laderas y lasinundaciones de los cauces de los ríos, y empezamos atomar conciencia de que la Tierra no es inmutable,sino que reacciona, como todo cuerpo ante una acción.Es más, los efectos de la acción del hombre llegan a serremotos, en zonas no habitadas, como los casquetespolares que se funden y liberan icebergs al océano, o latundra que al deshelarse, despide grandes cantidadesde metano a la atmósfera. La intensidad de todos estosefectos ha desencadenado una señal de alerta en lacomunidad internacional.

El año internacional del planeta Tierra tiene asícomo uno de sus objetivos ratificar la importancia dela investigación científica en torno al tema de la Tierra,como un medio para conocer el planeta y su dinámica,para poder entender su funcionamiento y así lograr unequilibrio sostenible con la actividad humana. Lainvestigación está enfocada a las geociencias, pero

también a la biología, o las ciencias del mar y de laatmósfera, pues la Tierra es un sistema complejo for-mado por subsistemas (geológico, biológico, hidroló-gico, atmosférico) que están tan íntimamente ligados einteractúan de tal manera que los cambios ocurridosen un subsistema inciden en el comportamiento de losdemás, y es esta compleja interacción la que determinalas pautas de la evolución del planeta. Así la biodiver-sidad depende de la geología, la hidrología y la atmós-fera, pero también la composición de la atmósfera, lahidrología y el clima dependen de los organismosvivos que existen y de su fisiología. Pero todos ellosdependen a su vez de la historia de la Tierra, de loscambios geológicos, atmosféricos y de los organismosvivos que se han sucedido de manera muy dinámica alo largo de más de cuatro mil millones de años, y queexplican la evolución actual y los parámetros que hoypodemos medir y analizar.

Con este volumen especial de Nuestra Tierra quere-mos compartir con ustedes tres trabajos de síntesisgeneral sobre algunos subsistemas de la Tierra: laLitósfera, la Hidrósfera y la Biósfera, y tres trabajosmás de detalle relacionados con la atmósfera e hidrós-fera (inundaciones) y la biósfera (plantas y animales).

M. Cristina Peñalba

Editora

ContenidoEditorial ............................................................................. 2La litósfera (García Barragán, J.C.) ................................ 3La hidrósfera (Ortega-Rivera, M. A.) ............................ 15La biósfera: diversidad biológica de nuestro planeta

(Molina Freaner, F.) ..................................................... 25Las inundaciones históricas de la ciudad de Guanajuato

(Miranda-Avilés, R. et al.)............................................ 33Las plantas del género Ipomoea en Sonora: características

y usos (Quintana Vásquez, M.A.) .............................. 36El carpintero imperial (Campephilus imperialis)

(Molina Freaner, F.) ..................................................... 38

Portada. Imagen del Centro de vuelo espacial Goddard dela NASA, obtenida por Reto Stöckli, que muestra el planetaTierra, y en la que se distinguen particularmente Norte yCentroamérica. La información contenida en esta imagenfue obtenida con un espectrorradiómetro MODIS instaladoa bordo del satélite Terra que gira alrededor de la Tierra auna distancia de 700 km de su superficie.http://visibleearth.nasa.gov/view_rec.php?id=2429.


Directorio

UNAM

Dr. José Narro RoblesRector

Dr. Sergio M. Alcocer Martínez de CastroSecretario General

Mtro. Juan José Pérez CastañedaSecretario Administrativo

Dr. Carlos Arámburo de la HozCoordinador de la Investigación Científica

Dr. Gustavo Tolson JonesDirector del Instituto de Geología

Dr. César Domínguez Pérez TejadaDirector del Instituto de Ecología

Dr. Thierry CalmusJefe de la Estación Regional del Noroeste

NUESTRA TIERRA

Dra. Ma. Cristina PeñalbaEditora

Dr. César Jacques AyalaDr. Martín Valencia Moreno

Editores Asociados

Dr. Hannes LöserEditor Técnico y Diseño

Nuestra Tierra es una publicación de la EstaciónRegional del Noroeste, institutos de Geología yEcología, que aparece semestralmente en primaveray otoño de cada año.

Estación Regional del NoroesteBlvd. L. D. Colosio s/n y Madrid

Campus UniSon83000 Hermosillo, Sonora, México

Tel. (662) 217-5019, Fax (662) 217-5340

[email protected]://www.geologia-son.unam.mx/nt.htm

ISSN 1665-945XImpresión: 500 ejemplaresPrecio: $ 30.00

En caso de utilizar algún contenido de esta publicación, porfavor citar la fuente de origen. El contenido de los trabajosqueda bajo la responsabilidad de los autores.

La Tierra: Geología

La litósfera

El Interior de la Tierra

Las únicas rocas que un geólogo puede estudiardirectamente en su sitio son las que pertenecen a lacorteza terrestre y que no han experimentado despla-zamientos o grandes deformaciones. La corteza terres-tre es una capa delgada de roca que constituye menosdel 1 % del volumen total de la Tierra (Figura 1). Sepueden extraer muestras de roca de una mina o de unpozo para ser estudiadas. De hecho, los geólogos nopueden tomar muestras de rocas a mucha profundi-dad. Algunas minas profundas penetran 3 km pordebajo de la superficie de la Tierra, y un pozo petroleroprofundo puede alcanzar los 8 km; el pozo más pro-fundo, con objetivos puramente científicos, alcanzó 12km en Rusia. Debido a que la Tierra tiene un radio de6370 km, es obvio que los geólogos pueden apenasrasguñar la superficie cuando tratan de estudiardirectamente las rocas debajo de sus pies.

Para poder conocer el interior de la Tierra, los geólo-gos utilizan una rama de la Geología llamada Geofísi-ca, la cual es la aplicación de las leyes y principios dela Física al estudio de la Tierra. La Geofísica incluye elestudio de las ondas sísmicas, el campo magnético, laspropiedades eléctricas, la gravedad y el flujo del calorinterno, entre otros atributos de la Tierra. Todos estosestudios nos dicen cómo es la Tierra en sus partes másprofundas y nos ayudan a poder configurar su estruc-tura interna. A continuación se presenta una descrip-ción de la misma, gracias a la aplicación de estosmétodos.

El estudio de la refracción y reflexión sísmica permi-tió a los científicos definir las tres zonas principalesque componen el interior de la Tierra. La corteza es lacapa de roca exterior, la cual forma la cubierta delgadasobre la superficie de la Tierra. Debajo de la corteza seencuentra el manto, un caparazón grueso de roca quesepara la corteza arriba del núcleo abajo. El límite quesepara la corteza del manto se llama discontinuidad

de Mohorovi i . El núcleo es la zona central de laTierra; probablemente es metálico y la causa delcampo magnético de la Tierra (Figura 1).


Esta es una división que fue aceptada por muchotiempo por la mayoría de los científicos. Sin embargo,estudios de geofísica y geología realizados un pocoantes de que terminara la Segunda Guerra Mundial,principalmente en el Océano Pacífico, dieron origen ala teoría conocida como tectónica de placas, la cual hademostrado que la corteza y la parte más superior delmanto pueden ser más apropiadamente divididos enuna litósfera frágil y una astenósfera plástica o

dúctil.

Definición de Litósfera

El término litósfera fue acuñado originalmente porJoseph Barrell en 1914 para referirse a la capa másexterior, mecánicamente más rígida de la Tierra, quees capaz de soportar enormes cargas superficiales,tales como los volcanes. Las raíces de esta palabravienen del griego, lithós, roca, y sphaira, esfera, térmi-nos que se combinan para denotar la esfera o capara-zón de roca de la Tierra. En contraste, astenósferasignifica “esfera débil”. El concepto cobró muchaimportancia al final de la década de 1960 cuando lasteorías de la expansión del piso océanico y la deriva delos continentes fueron combinados bajo el paradigmade la tectónica de placas. Este paradigma explica la

actividad geológica en la superficie de la Tierra comoconsecuencia de la interacción a lo largo de los límitesde un número determinado de placas litosféricas quese desplazan lateralmente unas con respecto a lasotras.

Mientras que la corteza, el manto y el núcleo de laTierra se pueden diferenciar por cambios fundamen-tales en la composición química y mineralógica de lasrocas, la litósfera difiere de la astenósfera subyacienteprincipalmente en función de la temperatura y la pre-sión, o lo que es lo mismo, por su respuesta a losesfuerzos de deformación. Debido a que la viscosidaddel manto de la Tierra depende fuertemente de latemperatura, la litósfera, en los 100 km superiores delmanto, es altamente viscosa y resistente a la deforma-ción comparada con la astenósfera que es más dúctil yde menor viscosidad.

La litósfera normalmente se clasifica como oceánica

o continental, dependiendo de si su capa superficialconsiste de corteza oceánica delgada (~6 km) y densa(~2800 kg/m3) o si consiste de una corteza continentalmás gruesa (~40 km) y más ligera (~2700 kg/m3; Tabla1). Las rocas de cualquier clase pierden resistencia y sevuelven fácilmente deformables a una temperatura de1300°C y a la presión que se alcanza a 100 km de pro-

Figura 1. Estructura general del interior de la Tierra (Figura tomada de http://plata.uda.cl/minas/apuntes/geologia/geologiageneral/ggcap01b.htm)


fundidad, que puede ser equivalente a aproximada-mente 2 MPa (1 MPa = 1 megapascal = 1 kbar). Esta esla base de la litósfera debajo de los océanos, o como sele llama más coloquialmente, la litósfera oceánica. Labase de la litósfera continental, en contraste, se en-cuentra a alrededor de 200 km de profundidad. Larazón de esta diferencia entre los dos tipos de litósferason gradientes geotérmicos diferentes.

El gradiente geotérmico es la proporción a la cual latemperatura se incrementa con la profundidad. En lalitósfera no es constante en todos los lugares; varía delugar a lugar, debido en parte a que las propiedadestérmicas de las rocas difieren; otras diferencias surgendebido al volcanismo u otros efectos caloríficos locales(Figura 2).

Figura 2. Variación de la temperatura con la profundidad en elinterior de la Tierra (Figura tomada de http://www.jovenclub.cu/libros/libros_2/ciencia3/074/htm/sec_11.htm).

Las diferencias más grandes e importantes, sinembargo, son el resultado de los espesores variables dela litósfera oceánica y de la litósfera continental.

Debido a que las rocas en la litósfera son demasiadorígidas, el calor se transmite principalmente a travésde la litósfera por conducción. Sin embargo, la conduc-ción es un proceso lento, de forma que los gradientestérmicos en la litósfera son pronunciados; esto es, lastemperaturas cambian rápidamente con la profundi-dad. La temperatura en la base de la litósfera -el límiteentre la litósfera y la astenósfera- varía desde cerca de1300°C debajo de los océanos hasta 1350°C debajo delos continentes.

En una primera estimación, la temperatura en lacima de la litósfera es cercana a los 0°C. Debido a quela litósfera oceánica tiene cerca de 100 km de espesor,el promedio del gradiente geotérmico en la litósferaoceánica es de 1300°C/100 km, o de 13°C/km. En con-traste, la litósfera continental tiene casi 200 km deespesor, de modo que el promedio del gradientegeotérmico en la litósfera continental es casi de1350°C/200 km, o de 6.7°C/km.

Características Corteza

Oceánica

Corteza

Continental

Promedio deespesor

7 km 30 a 50 km (espesorbajo las montañas)

Velocidad de laonda sísmicaprimaria (P)

7 km/s 6 km/s

Densidad 3 g/cm3

2.7 g/cm3

Composiciónprobable

Basaltocubriendo agabro

Granito, otras rocasplutónicas, esquisto,gneiss con cubiertasedimentaria

Tabla 1. Características de la corteza oceánica y de la cortezacontinental

Espesor de la litósfera oceánica

La litósfera oceánica, que se puede definir como elescudo exterior de la Tierra, tiene un gradiente de tem-peratura conductiva que sobreyace el interior adiabá-tico convectivo. Éste se conoce como la litósfera tér-

mica, y su espesor está controlado por el enfriamiento.Así, la astenósfera puede ser convertida en litósferaoceánica simplemente por enfriamiento. El engrosa-miento progresivo de la litósfera oceánica debajo delPacífico ocurrió hace 70 millones de años más o me-nos, y después permaneció relativamente constante enespesor hasta la subducción (Figura 3). La erosión con-vectiva en la base de la litósfera oceánica puede ser laresponsable del mantenimiento de esta profundidadconstante. El espesor de la parte rígida de la capa exte-rior de la Tierra que fácilmente se hunde bajo una car-ga, conocida como litósfera elástica, es menor que elde la litósfera térmica. La base de la litósfera oceánicaelástica varía con la composición y la temperatura,incrementándose desde 2 km aproximadamente en lascrestas oceánicas hasta 50 km en el límite previo a lasubducción. Esta corresponde burdamente con laisoterma de 500-600°C. En la litósfera continental elespesor elástico es inferior al espesor de la corteza,frecuentemente por 10 a 15 km.


Espesor de la litósfera continental

La litósfera continental térmica varía considerable-mente en espesor dependiendo de su edad y del meca-nismo de su formación. Estudios tomográficos delmanto superior han sido definitivos para estimar elespesor de la litósfera continental. La mayor parte dela litósfera que se formó desde hace 2500 millones deaños, tiene entre 100 y 200 km de espesor, mientrasque la litósfera debajo de los escudos del Arqueozoico(antes de 2500 millones de años) tiene comúnmente300 km de espesor.

La base de la litósfera en el norte de Canadá, enÁfrica central y meridional, y en Antártica, regionesque están cubiertas por corteza del Arqueozoico,puede casi alcanzar los 410 km. Sin embargo, bajo losescudos del Proterozoico (entre 2500 y 542 millones deaños), los espesores de la litósfera raramente sobre-pasan los 200 km.

El grueso espesor de la litósfera del Arqueozoico noayuda o, por lo menos, entorpece el movimiento de las

placas. En contraste, los “puntos calientes” (hot spots),tales como Hawaii e Islandia, están asociados convelocidades lentas de ondas sísmicas entre 50 y 200km de profundidad. Estas anomalías de lenta velo-cidad son claramente diferentes de las que están aso-ciadas con las crestas oceánicas (Figura 3), las cualesprofundizan a no más de 100 km. Esta característicaapoya el punto de vista de que el manto pasivo ascen-dente es responsable de las crestas oceánicas, mientrasque el manto activo ascendente forma puntos calien-tes. El modelado térmico y geoquímico ha mostradoque la litósfera pudo haber sido adelgazada hasta los50 km en zonas de extensión, las cuales promueven elascenso de las llamadas “plumas de manto” (mantleplumes).

Los datos isotópicos y geoquímicos de xenolitos(fragmentos de roca embebidos en rocas ígneas dedistinta composición) del manto indican que la litós-fera debajo de los escudos del Arqueozoico se formódurante el mismo Arqueozoico y que es químicamentediferente de la litósfera del post-Arqueozoico.

Figura 3. Corte esquemático de la Tierra mostrando la litósfera oceánica, la litósfera continental y zonas de subducción (Imagentomada de la página electrónica del Servicio Geológico de los Estados Unidos: http://pubs.usgs.gov/dynamic/Vigil.html).


La Tectónica de Placas

La litósfera no es una capa continua, sino que estácompuesta de varios fragmentos llamadas placas, lascuales tienen superficies de cientos de miles o millonesde kilómetros cuadrados (Figura 4). El calor interno dela Tierra se manifiesta como un movimiento de con-vección, el cual a su vez mueve las placas de la litós-fera y cambia la superficie de la Tierra. Montañascomo los Alpes, la Sierra Madre Oriental o los Himala-ya, que parece que nunca cambian, son tan solo esta-dos temporales de la superficie de la Tierra, desde elpunto de vista de la escala geológica del tiempo (Figu-ra 5). Las cadenas montañosas crecen cuando las pla-cas de la litósfera activa chocan y empujan hacia arribamasas de rocas plegadas y deformadas; entonces,estas cadenas montañosas son lentamente erosiona-das, dejando solo las raíces que registran colisionesantiguas.

Una historia interesante que ha surgido de los estu-dios geológicos de la Tierra es que los continentes mis-mos se mueven lentamente. Se desplazan a tasas de

hasta 12 cm/año, algunas veces chocando unos contraotros y originando nuevas cadenas de montañas porcolisión, y otras veces separándose para formar nuevascuencas oceánicas. Los Himalaya son montañasjóvenes, geológicamente hablando, que empezaron aformarse cuando el subcontinente de la India chocócontra Asia hace cerca de 45 millones de años. El MarRojo es un océano joven que empezó a formarse haceunos 30 millones de años cuando se separó la Penín-sula Arábiga de África (Figura 6).

Pero no son solo los continentes los que se mueven,sino la litósfera. Los continentes, las cuencas oceánicasy todo lo demás en la superficie de la Tierra se muevencomo si fueran pasajeros de grandes balsas; estas bal-sas son placas gigantescas que flotan sobre la astenós-fera. Como resultado directo o indirecto de la derivade la litósfera sobre la astenósfera, todos los rasgosimportantes de la superficie de la Tierra, ya sea queestén sumergidos debajo de los océanos o expuestos enlos continentes, se elevan. Tales movimientos implicaneventos complejos, tanto expuestos como ocultos, loscuales se agrupan en un término llamado tectónica.

Figura 4. Mapa de placas tectónicas (Imagen tomada de la página electrónica de Wikipedia: http://commons.wikimedia.org/wiki/Image: Tectonic_plates.png).


Figura 5. Imagen satelital de los Montes Zagros en Irán, Asia.El choque de la placa Africana contra la placa Euroasiáticaoriginó una serie de plegamientos en la corteza terrestre llama-dos anticlinales y sinclinales. Estos plegamientos formaron lacadena montañosa más larga de Irak y la segunda de Irán. Seextiende a lo largo de 1500 km desde el Kurdistán iraquí hastael Golfo Pérsico (Imagen tomada de la página electrónica de laAdministración Nacional Aeronáutica y del Espacio de losEstados Unidos: http://landsat.gsfc.nasa.gov/earthasart/iran.html).

La palabra tectónica se deriva del griego tektón quesignifica carpintero o constructor. La tectónica es,entonces, el estudio del movimiento y deformación dela litósfera. La rama de la tectónica que tiene que vercon los procesos por medio de los cuales las placas semueven lateralmente sobre la astenósfera se llamatectónica de placas.

La litósfera está compuesta por seis grandes placasy algunas otras placas menores (Figura 4), todasmoviéndose a velocidades que varían entre 1 y 12 cmpor año. Cuando una placa se mueve, todo se muevecon ella. Si la placa está coronada parcialmente porcorteza oceánica y parcialmente por corteza continen-tal, entonces tanto el piso océanico como el continentese mueven con la misma velocidad y en la mismadirección.

La hipótesis de que el piso oceánico podría estarsemoviendo fue propuesta por primera vez a principiosde los años 1960, y fue una de las claves que conduje-ron a la teoría de la tectónica de placas en 1967. Encambio, la sugerencia de que los continentes se mue-

ven data de principios del siglo XX: el meteorólogo ycientífico alemán Alfred L. Wegener propuso esta ideacuando encontró que rasgos geológicos a gran escalaen continentes separados a menudo coincidían muycercanamente cuando los continentes se juntaban.Wegener también descubrió que los fósiles encontra-dos en un determinado lugar a menudo indicaban unclima completamente diferente del clima actual: porejemplo, los fósiles de plantas tropicales, tales comohelechos y cicadáceas que actualmente se encuentranen la isla ártica de Spitsbergen. Todos estos hechosapoyaron la teoría de Wegener de “la deriva de los

continentes”, que expuso por primera vez en 1912 yque desarrolló de forma más detallada en su tratadode 1915 “El origen de los continentes y los océanos”.Wegener propuso que hace unos 300 millones de años,los continentes formaban una sola masa llamada Pan-

gea (del griego, que significa “todo Tierra”), rodeadapor un vasto océano llamado Panthalassa. Pangea sehabía roto o separado en fragmentos que se habíanalejado unos de otros desde entonces. Esto se llamóderiva de los continentes.

La sugerencia original para la deriva de los conti-nentes fue que éstos deberían, de alguna forma, desli-zarse a través del piso oceánico. Sin embargo, los cien-tíficos de esa época pronto se dieron cuenta de que lafricción impediría los movimientos de esa naturaleza.Las rocas en el piso oceánico son demasiado rígidas yfuertes como para que los continentes se deslicensobre ellas.

Eventualmente y siguiendo al descubrimiento deque la corteza oceánica también se mueve, y de que laastenósfera es débil y fácilmente se deforma, los geó-logos se dieron cuenta de que la litósfera completadebería moverse y no solo los continentes, y que lasplacas de litósfera dura deberían de deslizarse sobre laastenósfera plástica. La primera evidencia clara de queel piso oceánico y el continente sobre la misma placalitosférica se mueven a la misma velocidad y en lamisma dirección, provino del estudio de las propieda-des magnéticas de las rocas. Sin embargo, una serie demediciones recientes han aportado evidencias notablesque son más que convincentes. La nueva evidencia delmovimiento de las placas proviene de los satélites.Utilizando rayos láser emitidos por satélites, se puedemedir la distancia entre dos puntos sobre la Tierra conuna exactitud de aproximadamente 1 cm. Realizandoestas mediciones varias veces en un año, se puedecalcular directamente las velocidades de las placas en


el presente. Estas mediciones se han comparado conlas estimadas a partir del magnetismo y han coincidi-do en gran medida. Esta coincidencia implica que lasplacas se mueven uniforme y continuamente, en lugarde hacerlo de forma intermitente.

Figura 6. El continente africano. Esta imagen satelital com-puesta muestra en su parte superior derecha la “cicatriz”dejada por la separación de la Península Arábiga de Áfricahace aproximadamente 30 millones de años, y que es actual-mente el Mar Rojo. El inicio de una separación de Etiopía,Somalia, Kenia y Tanzania de Africa está señalado por elextenso Valle del “rift” Africano (Imagen tomada de la páginaelectrónica de la Administración Nacional Aeronáutica y delEspacio de los Estados Unidos:http://photojournal.jpl.nasa.gov/catalog/ PIA04965).

Movimientos de las placas

Las placas se mueven como unidades individuales ylas interacciones entre las placas ocurren a lo largo desus bordes. Las interacciones entre las placas se expre-san distintivamente por medio de los terremotos y elvolcanismo, ya que estos dos fenómenos ocurren enlas márgenes de las placas. Las placas tienen tres tiposde márgenes: Márgenes Divergentes, MárgenesConvergentes y Márgenes Transformes (Figura 3).

1. Márgenes Divergentes

Las Márgenes Divergentes son también llamadasejes de expansión porque tales márgenes son fracturas

en la litósfera donde dos placas se separan. Cada placase separa del eje de expansión exactamente como sifuera una banda que se levanta desde la fractura delmanto. Una similitud aproximada, que se usa parailustrar cómo funcionan los ejes de expansión, es lacomparación con una banda transportadora. Aunquees más ancha e irregular que una de éstas, una placalitosférica actúa como la parte superior de una bandaque se mueve continuamente. La analogía es solo par-cialmente correcta porque la placa no se eleva comouna cinta sólida. Está siendo creada por la formaciónde nueva corteza a lo largo de la fractura. Otra diferen-cia en la posible analogía es que las dos placas se mue-ven en direcciones opuestas.

Cuando una margen divergente ocurre en la cortezaoceánica coincide con una cordillera meso-oceánica.No podemos ver el manto debajo de las cordillerasmeso-oceánicas, aunque es posible inferir lo que suce-derá. Las corrientes de convección acarrean roca enestado incandescente desde la parte más profunda delmanto, y como resultado el límite entre la litósfera y laastenósfera se aproxima mucho al piso oceánico y por-ciones locales de la astenósfera llegan a estar lo sufi-cientemente calientes como para iniciar la fusión. Laroca fundida es magma. El magma que se forma en laastenósfera debajo de las cordilleras meso-oceánicas seeleva hasta la parte superior de la litósfera, donde seenfría y endurece para formar nueva corteza oceánica.

Cuando un eje de expansión ocurre en corteza conti-nental, sucede una secuencia interesante de eventos.Primero se forma una gran zona de fallamiento nor-mal de alto ángulo llamada por los geólogos zona derift. Un ejemplo de este fallamiento es el que ocurredesde Etiopía hasta Kenya, Tanzania y Malawi, llama-do Valle del Rift Africano (Figuras 6 y 7). Cuando losdos fragmentos de corteza continental se separan,comienza un período de volcanismo. El movimientocontinuo permite al rift ampliarse y profundizarse, yeventualmente el mar se introduce en el continentepara formar un cuerpo acuático largo y estrecho. ElMar Rojo es un ejemplo moderno. Con el tiempo losfragmentos de corteza continental se separan más yuna corteza oceánica recién formada los separa, y unnuevo océano, como el Atlántico, se forma.

Hace 250 millones de años no existía el OcéanoAtlántico. En cambio, los continentes que ahora lobordean, alguna vez estuvieron unidos en un solo ygigantesco continente. Hace aproximadamente 200millones de años nuevos ejes de expansión dividieron


a este enorme continente (Figura 8). No sabemos conprecisión cómo ocurrió esto, aunque se supone quenuevas corrientes de convección de la astenósfera y lamesósfera entraron en acción. Los nuevos ejes deexpansión dividieron a la litósfera y durante el procesorompieron al antiguo continente en los fragmentos quehoy conocemos. Estos fragmentos se desplazaron len-tamente a sus posiciones presentes. Al principio elOcéano Atlántico era un cuerpo estrecho de mar queseparaba Norteamérica de Europa y el norte de África.Conforme el movimiento continuaba, el océano seensanchaba y alargaba, dividiendo Sudamérica deÁfrica y creciendo hasta su tamaño actual. El Atlánticotodavía se está expandiendo a razón de 5 cm por año.

Figura 7. Modelo de elevación del norte de Tanzania, África,en el cual se muestra el Valle del “rift” Africano y su conse-cuente formación de volcanes. El extremo norte del lago Eyasise encuentra en la parte superior de la imagen que está orien-tada hacia el suroeste. El lago en el cráter más ancho corres-ponde al volcán Ngorongoro (Imagen tomada de la páginaelectrónica de la Administración Nacional Aeronáutica y delEspacio de los Estados Unidos: http://photojournal.jpl.nasa.gov/catalog/PIA03356).

La evidencia es abundante para señalar dónde coin-ciden las márgenes rotas. Si las piezas son reunidasnuevamente, las pendientes continentales a cada lado

del océano coinciden bastante bien como las piezas deun rompecabezas. La línea de coincidencia sigue al ejede expansión, lo que es la actual Cordillera Meso-Atlántica.

2. Márgenes Convergentes

Las llamadas Márgenes Convergentes ocurrencuando dos placas se mueven una hacia la otra. A lolargo de las márgenes convergentes, una de las placasdebe, ya sea hundirse por debajo de la otra, en cuyocaso se refiere a tal margen como una zona de sub-

ducción, o chocar frontalmente con la otra placa, y eneste caso se refiere a ese margen como zona de

colisión (Figura 3).

Zonas de subducción Cerca de un eje de expansión, lalitósfera es delgada y su límite con la astenósfera seacerca a la superficie. Este adelgazamiento sucede por-que el magma que se eleva calienta la litósfera y solouna delgada capa cerca de la cima retiene las propie-dades de dureza, rigidez y resistencia. Pero conformela litósfera se aleja del eje de expansión, se enfría y sevuelve más densa. También, como resultado, la litós-fera se hace más gruesa y el límite entre la astenósferay la litósfera se mueve a más profundidad. Finalmen-te, aproximadamente a 1000 km del eje de expansión,la litósfera alcanza un espesor constante y está tan fríaque es más densa que la astenósfera subyacente ca-liente y dúctil, y comienza a hundirse. La antigua litós-fera con su cubierta de corteza oceánica se hunde en laastenósfera y eventualmente en la mesósfera. A esteproceso se le llama subducción, y a las márgenes delas placas a lo largo de las cuales la litósfera se hundese les llama zonas de subducción. Éstas están señala-das por trincheras profundas en el piso oceánico.

A medida que la franja de litósfera se hunde lenta-mente a través de la astenósfera, pasa por debajo de laregión donde los geólogos podrían estudiarla directa-mente. En consecuencia, lo que sucede después sonparcialmente conjeturas. Sin embargo, lo que es seguroes que la placa litosférica no regresa y no podría reapa-recer en el eje de expansión; lo que sucede es que laplaca es calentada y lentamente mezclada con el mate-rial del manto. La delgada capa de la corteza oceánicaen la cima de la litósfera que se hunde, se funde y seconvierte en magma, y una parte de ésta alcanza lasuperficie para formar volcanes. Como resultado, laszonas de subducción están marcadas por un arco devolcanes paralelo a ellas y a una distancia aproximadade 150 km de la trinchera que señala el margen de laplaca (Figura 9, contraportada).


Figura 8. Reconstrucción paleogeográfica de la Tierra desdefines del Paleozoico (Imagen tomada de la página electrónicadel Servicio Geológico de los Estados Unidos: http://pubs.usgs.gov/gip/dynamic/historical.html).

Zonas de colisión En contraste, la corteza continentalno se recicla en el manto; sigue un viaje más corto quetermina más repentinamente. La corteza continental esmás ligera aún que las regiones más calientes del man-to. Como resultado, la corteza continental flota dema-siado como para ser arrastrada hacia abajo junto con lalitósfera que se hunde. Así, los pedazos de corteza deltamaño de los continentes, flotan sobre las placas de lalitósfera y se desplazan de lugar a lugar sobre la super-ficie de la Tierra. Este movimiento se detiene cuandodos fragmentos de la corteza continental colisionan.Tales colisiones pueden ocurrir solo cuando la sub-ducción de la corteza oceánica ocurre por debajo deuno de los fragmentos que chocan. Debido a que laplaca que se hunde también arrastra un fragmento decorteza continental, una colisión inevitablemente ocu-rrirá cuando las dos piezas de la corteza continental seencuentren a lo largo de la zona de subducción. Estaszonas de colisión forman cadenas montañosas espec-taculares. Los Alpes, los Himalaya y los Apalaches sonel resultado de choques continentales (Figura 10).Debido a que la corteza continental no se hunde en el

manto, mucha de la evidencia que tiene que ver conlos movimientos de placas antiguas queda registradacomo prominencias y cicatrices de colisiones pasadas.

3. Márgenes Transformes

En el caso de las Márgenes Transformes, las placassimplemente se deslizan unas frente a otras, triturandoy rebajando sus orillas. Estas márgenes de desliza-miento son enormes fallas verticales que atraviesanhasta la litósfera, las cuales están marcadas por zonasde rocas intensamente fracturadas y/o deformadas.Donde las fallas cortan corteza oceánica, marcan zonasalargadas de sierras y valles estrechos sobre el pisooceánico.

El movimiento de deslizamiento de las fallas trans-formes origina un gran número de terremotos de hipo-centros someros, algunos de magnitudes importantes.La mayoría de las fallas transformes no tiene ningunaactividad volcánica asociada. Sin embargo, ocasional-mente, ocurre una pequeña separación entre las pla-cas, y una falla transforme con “filtraciones” resulta encierta actividad volcánica.

Una de estas fallas es motivo de constante monito-reo, la Falla San Andreas, debido a que representa unaamenaza permanente de terremotos para una parteimportante de California. Esta falla, que corre aproxi-madamente de norte a sur, separa a la placa de Norte-américa en el lado oriental, sobre el cual se encuentraasentada la ciudad de San Francisco, de la placa delPacífico, en el lado occidental, sobre la cual se asientala ciudad de Los Ángeles. La placa del Pacífico semueve en dirección norte y la placa de Norteamérica,en dirección sur. Conforme las dos placas se deslizanuna contra la otra, se trituran y desgastan, la ciudad deLos Ángeles se mueve lentamente hacia el norte y laciudad de San Francisco hacia el sur. En ocasiones lasmárgenes de las placas se “enganchan” y “atoran”, ylas rocas a cada lado se flexionan y doblan. Cuando enun instante se desenganchan, las rocas se rompen yocurre un terremoto.

Importancia de la Litósfera

La importancia de la litósfera puede difícilmenteexagerarse desde la perspectiva científica o de la socie-dad. Desde un punto de vista exclusivamente científi-co, la litósfera conserva el único registro histórico de lageología, la biología y el clima de la Tierra. Los proce-sos magmáticos y metamórficos que ocurren a lo largode las márgenes de las placas mantienen el transportede la energía desde el interior de la Tierra a la super-

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