Descubren la fuerzas ocultas que hacen que los continentes se eleven

Los geólogos, desde luego, no lo tienen fácil cuando tratan de entender esa compleja dinámica terrestre, y hacen buena la historia de la mariposa que solo vive un día tratando de entender cómo un ser humano puede pasar de ser un bebé a convertirse en un adulto.

Ahora, un equipo de investigadores de la universidad británica de Southampton acaba de responder a una de las preguntas más desconcertantes de la tectónica de placas: cómo y por qué los cratones, las partes más duras y estables de los continentes se elevan gradualmente hasta formar algunas de las características topográficas más importantes del planeta, escarpas, acantilados y mesetas que influyen profundamente en el clima y en la biología.

En un artículo recién publicado en 'Nature', los investigadores describen su descubrimiento: cuando las placas tectónicas se rompen, se desencadenan poderosas ondas en las profundidades de la Tierra que pueden hacer que las superficies continentales se eleven más de un kilómetro.

«Los científicos -explica Tom Gernon, autor principal del artículo- sospechaban desde hace mucho tiempo que los accidentes topográficos elevados, de kilómetros de altura, llamados Grandes Escarpas, como la que rodea Sudáfrica, se forman cuando los continentes se rompen y finalmente se dividen. Sin embargo, explicar por qué las partes internas de los continentes, lejos de tales escarpas, se elevan en mesetas y se erosionan ha resultado mucho más difícil. ¿Está este proceso siquiera relacionado con la formación de estos imponentes acantilados? En pocas palabras, no lo sabíamos».

Los movimientos verticales de las partes estables de los continentes, los cratones, siguen siendo, en efecto, uno de los aspectos menos comprendidos de la tectónica de placas.

A partir de su estudio, que vincula las erupciones de diamantes con la desintegración continental, el equipo de investigadores utilizó modelos informáticos avanzados y métodos estadísticos para averiguar cómo ha respondido la superficie de la Tierra a la desintegración de las placas continentales a lo largo del tiempo. Y descubrieron que cuando los continentes se dividen, el estiramiento de la corteza continental provoca una fuerte agitación en el manto, la capa de 3.000 km de grosor que hay entre la corteza y el núcleo.

Para Sascha Brune, director de la sección de modelado geodinámico del GFZ Potsdam (Centro Alemán de Geo Investigación) y coautor del artículo, «este proceso se puede comparar con un movimiento de barrido que avanza hacia los continentes y perturba sus cimientos profundos».

Junto a Anne Glerum, también en Postdam, Brune llevó a cabo una serie de simulaciones para investigar los detalles de este proceso. Y surgió un patrón interesante: la velocidad de las 'ondas' del manto que en las simulaciones se mueven bajo los continentes coincide casi exactamente con la velocidad de los principales eventos de erosión que arrasaron el paisaje del sur de África tras la desintegración del antiguo supercontinente Gondwana.

Con este resultado en la mano, los científicos propusieron que las Grandes Escarpas se originan en los bordes de antiguos valles de rift, muy similares a las paredes escarpadas que se ven hoy en los márgenes del Rift de África Oriental. Y que al mismo tiempo, la actividad del propio rift provoca una 'onda del manto profundo' que viaja a lo largo de la base del continente a unos 15-20 kilómetros por millón de años. Una onda que, según el estudio, elimina por convección capas de roca de las 'raíces' continentales.

«Al igual que un globo aerostático pierde peso para elevarse más -dice Brune-, esta pérdida de material continental hace que los continentes se eleven, un proceso llamado isostasia».

A partir de aquí, el equipo quiso averiguar también cómo responden los paisajes a este levantamiento impulsado por el manto. Y descubrieron que las ondas del manto dan lugar a una ola de erosión superficial que dura decenas de millones de años y que se mueve por todo el continente a una velocidad similar. Esta intensa erosión elimina un enorme peso de roca, lo que hace que la superficie del terreno se eleve aún más, formando mesetas muy altas.

«Nuestros modelos de evolución del paisaje -dice por su parte el coautor Jean Braun, también de la Universidad de Potsdam-muestran cómo una secuencia de eventos relacionados con el rifting puede dar como resultado tanto un escarpe como una meseta plana y estable, incluso aunque se haya erosionado una capa de varios miles de metros de roca».

El estudio, pues, proporciona una nueva explicación para los hasta ahora desconcertantes movimientos verticales de los cratones lejos de los bordes continentales, donde los levantamientos son más comunes.

«Lo que tenemos aquí -explica Steve Jones, de la Universidad de Birmingham y coautor de la investigación- es un argumento convincente de que el rifting puede, en determinadas circunstancias, generar directamente células de convección del manto superior a escala continental de larga duración, y estos sistemas convectivos iniciados por los rift tienen un efecto profundo en la topografía de la superficie de la Tierra, la erosión, la sedimentación y la distribución de los recursos naturales».

Los investigadores han llegado a la conclusión de que la misma cadena de perturbaciones del manto que provoca que los diamantes se eleven rápidamente desde el interior profundo de la Tierra (lo que se conoce como 'erupción de diamantes') también es capaz de moldear los paisajes continentales, influyendo en una serie de factores, desde los climas regionales y la biodiversidad hasta los patrones de asentamiento humano.

Gernon explica que la ruptura continental perturba no sólo las capas profundas de la Tierra sino que también tiene efectos que reverberan en la superficie de los continentes, que antes se consideraban estables. «La desestabilización de los núcleos de los continentes -concluye- también debe haber afectado a los climas antiguos».