EL ESPACIO Y EL TIEMPO EN LA TECTÓNICA DE PLACAS

EL ESPACIO Y EL TIEMPO EN LA TEORÍA DE LA TECTÓNICA DE PLACAS

Valentín Vásquez

Oaxaca, México
valeitvo@yahoo.com.mx

1. Introducción

Ante nuestra sensibilidad lo que percibimos es la sucesión temporal y la coexistencia espacial de los mismos océanos y continentes -unos a lado de otros-, desde hace millones de años, desde que la especie humana apareció, y seguramente esto ocurre incluso antes de que surgiera el hombre primitivo, hace más de dos millones de años. Sin embargo, el conocimiento científico, no se detiene en la apariencia -inmovilidad de océanos y continentes- de las cosas percibida por la sensibilidad, sino que se mueve a la esencia -movilidad de océanos y continentes-, tal como lo hizo la Teoría de la tectónica de placas.


La distribución espacial de océanos y continentes aparentemente ha estado inmóvil; sin embargo, la Teoría de la tectónica de placas, ha demostrado que en realidad la distribución espacial de continentes y océanos, se mueve gradualmente en algunos centímetros y al cabo de muchos millones de años, aparecen cambios repentinos –saltos- que transforman radicalmente la distribución espacial de océanos y continentes. Así pues, los continentes y océanos se han estado moviendo desde hace mucho tiempo, durante la prolongada historia geológica de la Tierra estimada en 4500 millones de años.

La movilidad de océanos y continentes ha fluctuado entre súper-continentes y super-océanos. Como la Tierra es finita, es evidente que la separación de océanos y continentes no puede prolongarse al infinito, en algún momento tendrán que unirse para dar origen a otro súper-continente y a otro súper-océano. Al parecer se trata de un proceso cíclico que dura aproximadamente 500 millones de años.

La distribución de océanos y continentes se produce por fuerzas contradictorias. Específicamente, se trata de la energía interna de la Tierra derivada del calor de su interior que por el proceso de convección emerge a la corteza terrestre para mover las placas litosféricas y generar la formación de océanos y continentes.

Con el movimiento de la distribución espacial de océanos y continentes, aparece la sucesión y duración de los procesos, dando así origen al tiempo, como otra forma de existencia de la materia en movimiento.

Tanto la distribución de océanos y continentes, como la sucesión y duración de los mismos –tiempo- tienen como fundamento la movilidad de las placas tectónicas, que en su interacción genera los principales procesos geológicos y su expresión lógica es la Teoría de la tectónica de placas.

2. Análisis

2.1. Tiempo y espacio en las doctrinas catastrofista y uniformista

La concepción del tiempo y más específicamente la edad de la Tierra, fue crucial para el surgimiento del catastrofismo y el uniformismo. Si la Tierra era “joven”, implicaba que los procesos geológicos tendrían que ser repentinos; en cambio si la Tierra es “vieja”, significaba que los eventos geológicos tendrían que moverse lentamente.

Macías (2002), explica que la tentativa más célebre para determinar la edad de la Tierra la realizó el obispo anglicano James Ussher, con base en la genealogía descrita en el Antiguo Testamento; en 1650, determinó que la creación de la Tierra se produjo exactamente al anochecer del sábado 22 de octubre del año 4004 a.C.

La datación de la Tierra, se oficializó con su publicación en 1658 y su incorporación como pie de página de la Biblia en 1701. A partir de ésta fecha, la edad de la Tierra se aceptó como verdad absoluta e indiscutible.

Las ciencias naturales, particularmente la Geología y la Paleontología, aportaban cada vez más evidencias que contradecían la “juventud” de la Tierra, por lo que para no contradecir el dogma religioso, tuvieron que inventar el catastrofismo, para explicar en tan breve tiempo la formación de multitud de estructuras que conforman el paisaje terrestre.

Pelayo (2008), afirma que el padre del catastrofismo geológico, es el paleontólogo francés George Cuvier. De la comparación anatómica de formas fósiles y actuales, no encontró gradaciones, por lo que dedujo la extinción masiva de los seres del pasado, producto de una catástrofe geológica, dejando un “vacío” ocupado por los seres actuales.

Cuvier desarrolló la hipótesis del Catastrofismo con las evidencias observadas en la cuenca del río Sena de París. Observó estratos geológicos sucesivos de sedimentos marinos y continentales, lo que lo indujo a pensar que en el pasado habían ocurrido cataclismos geológicos que exterminaban a las especies existentes y su posterior relevo por nuevas especies.

De las observaciones geológicas de Cuvier, se deducía que la Tierra había pasado por una serie de catástrofes universales que alteraban radicalmente la configuración del paisaje terrestre y producían la extinción masiva de las especies vivas existentes. Las catástrofes, verdaderas revoluciones geológicas del pasado, eran producidas por fuerzas de la naturaleza y sus consecuencias eran devastadoras para los organismos vivos. Después de cada catástrofe, la Tierra se había poblado con nuevas especies vivas. Según Cuvier, la última catástrofe, es el diluvio universal  registrado en la Biblia. Así pues, el catastrofismo está estrechamente asociado al dogma religioso.

En lo referente a la extensión, uno de los atributos del espacio, el catastrofismo explicaba la formación de las estructuras geológicas, principalmente las formas del relieve –montañas, valles, depresiones, etc.-, como producto de movimientos repentinos –violentos- de la corteza terrestre que actuaban en períodos de tiempo relativamente breves.

Los rasgos propios que identifican al catastrofismo, se presentan en la figura 1.

Imagen 1. Catastrofismo

En la imagen 1 se leen los rasgos esenciales de la doctrina catastrofista. Se trata de un paradigma geológico, definido principalmente por la temporalidad de la Tierra. Particularmente considera una edad de la Tierra de alrededor de 6,000 años, que "casualmente" coincide con la genealogía del Génesis de la Biblia, dato que se aceptaba por fe y no por argumentación científica, ya que el contexto en el que apareció el catastrofismo, fue de una elevada influencia de la religión en las actividades científicas y lo más importante era la autoridad de la Iglesia, en lugar de recurrir a la autoridad de la razón.

La contra-parte del catastrofismo fue el uniformismo, doctrina geológica que la sucedió temporalmente en la primera mitad del siglo XIX, la cual negó el origen brusco y repentino de los procesos geológicos y la sustituyó con  una concepción gradualista en la explicación de los eventos naturales.

Moffat Ian (1982), explica que los uniformistas creían que los procesos de erosión y depósito que pueden observarse operando en la superficie de la Tierra, habían actuado de manera muy similar en el pasado geológico. Charles Lyell –fundador del uniformismo- estaba convencido de que ninguna otra causa ha actuado desde los tiempos más primitivos a los que podemos alcanzar hasta el presente, sino sólo aquellas que están ahora actuando, y las causas jamás actúan con diferentes grados de energía de la que ahora ejercen.

Gradualmente, la doctrina uniformista empezó a dominar la ciencia geológica. En 1830 Lyell, uno de los principales partidarios del uniformismo, definió la Geología como "la ciencia que investiga los sucesivos [tiempo] cambios que han tenido lugar en los reinos orgánico e inorgánico de la naturaleza, que investiga las causas de estos cambios y la influencia que han ejercido en la modificación de la superficie y la estructura externa de nuestro planeta”.

El uniformismo representa un salto –cambio cualitativo- en el movimiento del conocimiento geológico y dialécticamente niega a su antecesor –el catastrofismo- como paradigma en la explicación de los procesos geológicos. Al igual que el catastrofismo, detrás del uniformismo está la temporalidad, particularmente la edad de la Tierra, como de sus rasgos propios que lo identifican. Concibe a los procesos geológicos –principalmente físicos y biológicos- como resultado de cambios graduales que se producen lentamente durante un período de tiempo muy prolongado. En este sentido, la edad de la Tierra no se reducía a los 6000 años estimados por el catastrofismo y por la genealogía bíblica, sino que se trataba de una edad que se cifraba en millones de años.

En lo relativo al espacio, particularmente en la extensión –tridimensionalidad-, una sus propiedades fundamentales,  el uniformismo, la explicaba como consecuencia de movimientos paulatinos de la superficie terrestre, para dar origen a las principales formas del relieve de la superficie terrestre.

El objeto de estudio del catastrofismo y del uniformismo se había circunscrito a las formas del relieve de la superficie terrestre – montañas, valles, cuencas, etc.- y su transformación por acciones de la fuerzas del agua y de la gravedad terrestre, que conjuntamente producían los procesos de erosión de los suelos y su posterior acumulación en sedimentos en las partes bajas de las cuencas, principalmente, las continentales. Pero, habían dejado de lado las principales formas del paisaje terrestre, como son la distribución espacial de los océanos y continentes, a tal grado que para la mayoría de geólogos a mediados del siglo XIX,  tenían la creencia que la coexistencia de continentes y océanos, había sido la misma, durante millones de años, debida en gran parte al predominio del paradigma uniformista, que consideraba las estructuras del paisaje de la superficie terrestre, como resultado de cambios graduales prácticamente imperceptibles durante períodos muy prolongados de tiempo, para los que la duración de la dimensión temporal de la sociedad humana era insuficiente. 

Los principios esenciales que caracterizan al paradigma uniformista, se muestran en la imagen 2.

Figura 2. Uniformismo

El uniformismo tuvo enorme influencia no solo en los procesos geológicos físicos -vulcanismo, orogénesis, terremotos, etc., sino también en la explicación de los procesos biológicos. Acorde con el uniformismo de Lyell, Darwin se declaró partidario de dicha doctrina geológica y lo que influenció en su doctrina de la evolución, en la que negaba los saltos o cambios bruscos.

El uniformismo como paradigma geológico prevaleció durante todo el siglo XIX, y es en su contexto en el que se desarrolló la visión inmovilista de los procesos geológicos, particularmente la distribución relativamente constante de océanos y continentes.

2.2. Espacio y tiempo en la hipótesis de la deriva continental

2.2.1. Origen y desarrollo de la hipótesis de la deriva continental

La hipótesis de la deriva continental, expuesta por primera vez por Wegener en 1912 y desarrollada posteriormente en 1915 en su monumental obra: El origen de los continentes y los océanos, hasta la última edición en 1929, constituye todo un desafío al paradigma que le precedió identificado con el inmovilismo de los continentes y océanos.

En su obra mencionada, explica “en las páginas que siguen se hará un primer intento provisional de interpretar los principales caracteres de la superficie terrestre, es decir, los continentes y las cuencas oceánicas, mediante un principio genético global, el principio de movilidad horizontal de los bloques continentales. Donde teníamos antiguas conexiones de tierra firme que se hunden en la profundidad de los océanos, aceptaremos ahora la ruptura y separación de los témpanos continentales. Así, la imagen que obtenemos de la naturaleza de la corteza terrestre es nueva y en cierto sentido paradójica, pero como se mostrara no carece de fundamento físico”.

La hipótesis de la deriva continental como se la conoce en los medios científicos y académicos, la presentó él como la ruptura y separación de los continentes y consecuente movilidad horizontal.

En seguida continúa: “Por otro lado, las numerosas simplificaciones y las sorprendentes interrelaciones solo se hacen patentes después de un análisis preliminar de los principales resultados geológicos y geofísicos, y solo por esa razón considero justificado, incluso necesario, reemplazar la vieja hipótesis de los continentes hundidos por una nueva, puesto que parece ser más convincente, y porque su ineficacia se hace ya evidente mediante su antítesis, a saber, la permanencia de los océanos. A pesar de estar bien fundamentado, considero el nuevo principio como una hipótesis de trabajo y me gustaría que se viera como tal, al menos hasta que sea posible probar por posicionamientos astronómicos con una precisión indudable que los desplazamientos horizontales continúan en la actualidad. Además, no es superfluo señalar que esto es un primer esbozo. Un examen más detallado de la hipótesis nos enseñará probablemente que es necesario modificarla en muchos aspectos”.

La hipótesis de la deriva continental se observa en la imagen 3.

Imagen 3. Hipótesis de la deriva -movilidad espacial- continental

La movilidad espacial de los continentes expuesta por Wegener en 1912, se muestra en la anterior imagen, la cual consiste en la explicación tentativa -hipótesis- basada en la existencia de un mega-continente hace millones de años, que posteriormente se fragmentó, para dar origen propiamente a la movilidad horizontal de los continentes hasta su configuración actual. Las evidencias empíricas principales que sustentaron la hipótesis de la deriva continental fueron de naturaleza geométrica -encaje de las costas de los continentes-, fósiles, climáticos, geológicos -rocas- y orogénicas -montañas-.

La existencia de un súper-continente llamado Pangea, se presenta en la imagen 4.

Figura 4. Pangea y la hipótesis de la deriva continental

La movilidad de los continentes, Wegener, la presenta como la antítesis del viejo paradigma de la permanencia o inmovilidad de la distribución de océanos y continentes, incapaz de explicar racionalmente los nuevos datos de los procesos geológicos y biológicos. Además, la presenta como una hipótesis de trabajo susceptible de modificaciones en correspondencia con los nuevos datos de los hechos empíricos.

La deriva continental –movimiento horizontal- de los continentes, fue una hipótesis revolucionaria en su tiempo y posteriormente se transformó en una teoría geológica revolucionaria que explicaba racionalmente los principales procesos geológicos.

2.2.2. Conversión de la hipótesis de la deriva continental en teoría

Las evidencias fósiles de plantas y animales, geológicas –rocas-, climáticas y geométricas -encaje de los continentes en ambos lados del océano Atlántico-, utilizadas por Wegener para sustentar la hipótesis de la deriva continental, no fueron suficientes para transformarla en una teoría geológica científica, ya que solo sustentaban la posible existencia hace millones de años de su mega-continente, que posteriormente se fue desmembrando para dar origen a los continentes actuales.

Imagen 5. Evidencias de la hipótesis de la deriva continental

Las evidencias empíricas, mostradas en la imagen anterior, utilizadas por Wegener no fueron suficientes para convencer a los geólogos de su tiempo para convencerlos de la hipótesis de la deriva continental.

Las pruebas verdaderas para que la hipótesis de la deriva continental, tenían que estar relacionadas con la movilidad espacial de los continentes y océanos. Específicamente, se trató de las pruebas paleo-magnéticas de las rocas continentales, las cuales confirmaron el movimiento espacial  de los continentes (figura 6) y la movilidad espacial del fondo oceánico (figura 7).

Imagen 6. Movilidad espacial de Norteamérica y Europa

La movilidad espacial de los continentes europeo y norteamericano, derivada del magnetismo de las rocas, está expresada por la trayectoria casi paralela de los movimientos de los continentes, de tal manera que si se retrocede en el tiempo prácticamente se fusionan en un continente único, a partir del cual se inicio el movimiento horizontal de los bloques continentales. Esta si es una prueba de la hipótesis de la deriva continental.

En la imagen que sigue (7) se muestra la movilidad espacial del océano, generada por el ascenso de magma que al emerger sobre la corteza oceánica se desplaza lateralmente y en su movimiento arrastra a las placas tectónicas. Esta es otra prueba más de la hipótesis de la deriva continental y de la movilidad espacial de los océanos.

Imagen 7. Movilidad espacial del fondo oceánico

Con las evidencias aportadas por Wegener y otros geólogos, así como las pruebas de la movilidad espacial de los continentes y la movilidad del fondo oceánico, la hipótesis de la deriva –movilidad- continental se transformó en la teoría de la tectónica de placas, toda una revolución en la ciencia geológica que explica racionalmente la movilidad espacial y la transformación recíproca de océanos y continentes, así como otros fenómenos geológicos, tales como: volcanes, montañas, valles, cuencas, etc., a través de la interacción –movimiento- de las placas tectónicas (figura 8).

Figura 8. Principales placas tectónicas

En la imagen 8 se observan las principales placas en las que está fragmentada la litosfera terrestre, las cuales en su interacción mueven espacialmente a los océanos y continentes y producen los más importante procesos geológicos, como son volcanes, terremotos, montañas, cuencas, tsunamis, etc.

 3. Discusión

Por mucho tiempo se percibió y se pensó que la distribución espacial de océanos y continentes era inmutable, es decir que carecía de movimiento y por consiguiente de historia. Permanentemente aparece ante nuestra sensibilidad, principalmente, en mapamundis e imágenes de satélites, con la misma distribución de continentes y océanos. Sin embargo, la hipótesis de la deriva continental transformada en teoría de la tectónica de placas, ha demostrado y explicado racionalmente los procesos geológicos más importantes, como son: la movilidad espacial de océanos y continentes, todas las formas del relieve terrestre, volcanes, terremotos, etc.; a través de la interacción de las placas tectónicas en las que se encuentra fragmentada la litosfera. Es decir, las placas tectónicas en su movimiento generan los dos atributos del espacio: la extensión –tridimensionalidad- y la diversidad de objetos materiales que coexisten simultáneamente.

La teoría de la tectónica de placas, ha demostrado que los océanos y continentes se transforman recíprocamente y se mueven espacialmente, como resultado de la movilidad de las placas. El movimiento de las placas es cuantitativo gradual –alrededor de 2 centímetros por año- y como es de una magnitud muy pequeña y de larga duración es imperceptible a nuestra sensibilidad, por esto durante mucho tiempo, la distribución de océanos y continentes se consideró como inmóvil; no obstante, los cambios graduales se acumulan y en determinado momento, se rebasa la medida para dar origen a una nueva cualidad, a través de un cambio brusco –salto-. El cambio brusco con el que culminan algunos cambios graduales, si son perceptibles por el hombre, tal es el caso de los terremotos, volcanes, tsunamis, etc.; no obstante, el ciclo en el que se mueven los océanos y continentes tiene una duración aproximada de 500 millones de años, por consiguiente, escapa a la temporalidad de la sociedad humana, puesto que el origen del hombre moderno –Cromañón- se remonta a unos 35,000 años y la ciencia elemental como forma superior de la conciencia social apareció en la Grecia antigua entre los 500 y 200 años antes de Cristo.

Se requirió el movimiento del conocimiento de las ciencias naturales, particularmente de la Geología desde la antigüedad griega hasta principios del siglo XX, para que se produjera una revolución científica –teoría de la tectónica de placas-, como resultado de la acumulación gradual de conocimientos de un período de 2400 años.

La teoría de la tectónica de placas es una teoría científica en la Geología en la que se sintetizan los conocimientos geológicos aportados principalmente por el catastrofismo y el uniformismo. Ambas doctrinas geológicas, fueron válidas en su tiempo y contribuyeron a la comprensión parcial de los fenómenos geológicos, pero al unificarse en la nueva teoría geológica, ambas, son negadas para retornar al punto de partida, pero a un nivel superior. Ahora la teoría de la tectónica de placas, explica los principales procesos geológicos, especialmente la distribución espacial de los océanos y continentes, como resultado de la movilidad –interacción- de las placas en las que se encuentra fragmentada la litosfera. Así pues, la teoría de la tectónica de placas, también es una teoría del tiempo y del espacio, ya que las placas en su movimiento, alteran su extensión y su coexistencia –distribución- de continentes y océanos.

La teoría de la tectónica de placas, también es una prueba de la naturaleza del movimiento del conocimiento científico: de la apariencia sensible –inmovilidad- de la distribución de océanos y continentes, a la esencia oculta –movilidad- de los océanos y continentes. Como la esencia está oculta detrás de la sensibilidad aparente, es necesaria la intervención del pensamiento abstracto para descubrirla, a través de evidencias y pruebas empíricas, para elevarse de los datos empíricos a la teoría, tal como lo hizo Wegener y los geólogos que lo sucedieron –principalmente Hess y Wilson- para la elevar la hipótesis de la deriva continental al rango de ciencia.

4. Síntesis (conclusiones)

El conocimiento científico se mueve de la apariencia -inmovilidad de océanos y continentes- a la esencia -movilidad de océanos y continentes- tal como lo confirmó la Teoría de la tectónica de placas.

La hipótesis de la deriva -movilidad- continental se convirtió en la Teoría de la tectónica de placas, una revolución científica en la ciencia geológica.

La teoría de la tectónica de placas es una nueva concepción del espacio y tiempo en el campo de la geología terrestre. Específicamente demostró que el espacio se mueve en sus dos atributos –extensión y coexistencia-, como resultado de la interacción entre las placas tectónicas en las que está fragmentada la litosfera.

La teoría de la tectónica de placas, confirmó una vez la concepción del espacio y el tiempo como formas de existencia de la materia en movimiento, tal como lo concibe el materialismo dialéctico.

La teoría de la tectónica de placas confirma la dialéctica del conocimiento científico: de la apariencia sensible –inmovilidad de océanos y continentes- a la esencia –movilidad- de continentes y océanos-. Es decir, el conocimiento se mueve de la apariencia sensible y luego, a través del pensamiento abstracto descubre la esencia oculta detrás de la sensibilidad y en seguida transforma a la esencia en pensamiento, específicamente en verdad abstracta que en su movimiento dialéctico se transforma en verdad concreta, para apropiarse del objeto de estudio en su totalidad.

La teoría de la tectónica de placas es una teoría unificadora: sintetiza al catastrofismo y al uniformismo en sus rasgos universales.

La teoría de la tectónica de placas representa la doble negación: negación de la doctrina catastrofista por el uniformismo y negación de éste último, para retornar al punto de partida, pero a un nivel superior y más complejo.

5. Bibliografía

Macías Jesús D. 2002. Edad de la Tierra. Palma de Mallorca, España.

Moffat Ian. 1982. Paradigmas en Geología: del catastrofismo a la tectónica de placas.

Pelayo Francisco. 2008. La ciencia en la época de Darwin (II). http://oldearth.wordpress.com/evolucion-en-accion/la-ciencia-en-la-epoca-de-darwin-ii/

Wegener Alfred. 1929. El origen de los continentes y los océanos. Pdf.