DE LA HIPÓTESIS DE LA DERIVA CONTINENTAL A LA TEORÍA DE LA TECTÓNICA DE PLACAS

DE LA HIPÓTESIS DE LA DERIVA CONTINENTAL A LA TEORÍA DE LA TECTÓNICA DE PLACAS

Valentín Vásquez

Oaxaca, México

valeitvo@yahoo.com.mx

1. Introducción

Para fines del siglo XVIII con la Teoría de la Tierra de James Hutton (1788) se funda la Geología moderna en el contexto de la Revolución Industrial en Inglaterra, en la que estudia las fuerzas que mueven al planeta, específicamente las fuerzas del viento y del agua que desgastan montañas y suelos, cuyos escurrimientos transportan los materiales erosionados y después son depositados en las partes bajas del relieve principalmente en los océanos. Luego gradualmente se compactan y litifican para transformarse en rocas sedimentarias. Estas por el calor interno de la Tierra son convertidas en rocas metamórficas y/o volcánicas y levantadas para formar nuevamente montañas, con lo que se cierra el ciclo de las rocas y el suelo. Este proceso cíclico dura miles o tal vez millones de años y se caracteriza por ser de naturaleza gradual, en consecuencia al nuevo paradigma se le conoció como Uniformismo.

Al parecer la Geología había agotado el estudio de los principales procesos terrestres, entre los que destacan la formación de montañas, rocas, suelos y agua, como principales objetos de estudio de las ciencias de la Tierra.

Sin embargo, los principales rasgos físicos de la superficie del planeta, los océanos y continentes se habían dejado de lado. Estos problemas fueron abordados por el meteorólogo alemán Alfred Wegener. Específicamente, propuso la hipótesis de la deriva continental en 1912 y aporta evidencias fósiles, geográficas, geológicas y climáticas a favor de su hipótesis; pero es hasta los años sesenta del siglo pasado cuando se aportan las pruebas paleo-magnéticas y el movimiento del fondo oceánico, que son decisivos para resucitar la deriva continental y su transformación en una nueva teoría: la tectónica de placas, la cual establece que la litosfera está fragmentada en placas rígidas que se mueven por los movimientos convectivos del material fundido del manto terrestre.

La teoría de la tectónica de placas explica los procesos geológicos catastróficos, tales como la formación de montañas, volcanes, océanos, terremotos, etc., como resultado de acumulación gradual de cambios cuantitativos, que al llegar a un determinado grado de desarrollo, se interrumpe la gradualidad y surgen los cambios bruscos. En suma el movimiento de los procesos materiales es la unidad de lo gradual y lo catastrófico o violento, es la fusión de lo evolutivo y lo revolucionario. Si el conocimiento es el reflejo del movimiento de los objetos materiales, por consiguiente, la teoría de la tectónica de placas en el ámbito del pensamiento, no es más que la unidad del catastrofismo y el uniformismo, elevados a un peldaño superior de desarrollo.


 2. Marco de referencia teorico

El marco de referencia teórico que orienta el presente escrito son las leyes universales de la dialéctica descubiertas y expuestas por Hegel en su Ciencia de la lógica entre 1812 y 1816.

La ley del tránsito recíproco de la cantidad y la cualidad, la expone en la primera parte de su obra: en la doctrina del ser. Este en su movimiento se da una existencia como ser finito. El ser finito está constituido por la unidad contradictoria de la cantidad y la cualidad. Esta es idéntica al ser, por consiguiente, en su movimiento cuantitativo se conserva hasta cierto límite, que si se rebasa, se transforma en una nueva cualidad. El rango en el que se mueve la vieja cualidad, se conoce como medida, de tal forma que la cualidad mientras se mueva en los límites que definen a la cualidad, permanece, pero si se rebasa, se produce un salto –cambio brusco-, a través del cual la vieja cualidad es relevada por una nueva cualidad. Así pues, la ley del tránsito recíproco de la cualidad y la cantidad, establece que todos los objetos, se mueven, es decir, son procesos, que cambian gradualmente, hasta que se produce un cambio repentino, con el aparece una nueva cualidad. En suma el movimiento es la unidad de la cantidad y la cualidad, de la continuidad, discontinuidad, de la evolución y la revolución, etc. Se aplica, cuando se analiza cualquier objeto de estudio en su movimiento y tiene carácter universal.

La ley de la contradicción, la expone en la segunda parte de su lógica, en la doctrina de la esencia, que resulta de la negación de la doctrina del ser, al rebasarse la medida. La ley de la contradicción es la más importante, ya que establece que todos los objetos del universo, son la unidad de aspectos o tendencias contradictorias, cuya interacción produce el movimiento de la materia, es decir, la contradicción constituye la “fuerza” motriz que mueve a la materia. Al igual que la ley del tránsito recíproco de la cantidad y la cualidad, la ley de la contradicción tiene naturaleza universal, por consiguiente, opera en la naturaleza, la sociedad y el pensamiento. En suma, la ley de la contradicción, es el “alma” de la dialéctica.

La ley de la negación de la negación –naturaleza cíclica-, la expone en la tercera parte de su obra: doctrina del concepto. En esta parte, se supera, a través de la segunda negación, la esencia, para ser relevada, por una nueva cualidad: el concepto. Este constituye la “célula” del pensamiento y representa un salto –cambio cualitativo- al pasar de la esencia a la esfera del pensamiento –el concepto-, con lo que se retorna al punto de partida, el ser abstracto, del cual parte el análisis de Hegel, después de la doble negación. La ley de la negación, es el resultado de la negación recíproca del ser y la esencia.

Las tres leyes de la dialéctica descubiertas y expuestas por Hegel en su Ciencia de la lógica, aunque solo las considera en la esfera del pensamiento y este tiene un contenido dado por el universo material; en este sentido, tienen carácter general, ya que operan en la naturaleza, la sociedad y el pensamiento.

Las tres leyes descubiertas por Hegel y expuestas en su Ciencia de la lógica, se presentan en la figura siguiente.

Figura 1. Naturaleza contradictoria y cíclica del pensamiento dialéctico y su expresión matemática: (-) (-) = (+)

3. Hipótesis de la deriva continental

3.1. Antecedentes históricos

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

Los argumentos a favor de la hipótesis de la deriva continental, utilizados por Wegener, se describen en seguida.

Si la deriva implica la fracturación de los continentes, en consecuencia deben existir similitudes –pruebas o evidencias- en las márgenes de ambas costas de los océanos, principalmente del Atlántico: geométricas -encaje de continentes-, geológicas –rocas-, orográficas –montañas-, climáticas –glaciaciones- y biológicas –fósiles- (figura 1).

Figura 2. Evidencias de la hipótesis de la deriva continental

En base a los argumentos expuestos por Wegener, supuso que hace 225 millones de años –Era Mesozoica-, existió un súper continente al que llamó Pangea –toda la Tierra- con su correspondiente mega-océano (Panthalassa) y que a partir de entonces los continentes se están movimiento horizontalmente sobre el fondo oceánico hasta arribar a la actual distribución espacial de océanos y continentes (figura 3).

Figura 3. Hipótesis de la deriva continental (Wegener, 1912)

Como la Tierra es un planeta finito y si los continentes se siguen separando en 250 millones de años, se fusionarán en un nuevo super-continente llamado Nuevo Pangea con su correspondiente mega-océano.

Los argumentos utilizados por Wegener, no fueron suficientes para convencer a la comunidad científica, principalmente en lo referente a la fuerza que debía mover enormes bloques continentales sobre la corteza oceánica.

3.2. Pruebas de la hipótesis de la deriva continental

3.2.1. Paleomagnetismo

Las rocas, principalmente ígneas que contienen materiales ferríticos, después de ser formadas, ya sea en el interior de la corteza terrestre –intrusivas- o en la superficie terrestre en contacto con la atmósfera -extrusivas-, conservan y retienen la dirección del campo magnético correspondiente a la época de de su formación.

Las evidencias paleo-magnéticas de las rocas confirmaron que no sólo los continentes son los que se mueven, sino también los océanos. Son las pruebas independientes a las que apelaba Holmes, para transformar sus especulaciones relativas a la presencia de las corrientes de convección, como causa de la migración de los continentes.

En la figura (4), se muestran las trayectorias de los movimientos de Norteamérica y Europa, las cuales son relativamente paralelas y según Nava (2003) fueron los continentes los que viajaron, de forma tal que si se hacen coincidir las lecturas mediante una rotación de 30° en longitud que contrarreste las diferencias entre sus posiciones causadas por dicho viaje, procedimiento que coincide con las observaciones de S. Runcorn geofisico britanico en el sentido de que con la rotación necesaria Europa y Norteamérica regresarían al punto de coincidencia con la Cordillera Meso atlántica, con lo que se reafirmó la expansión -movimiento- del fondo oceánico y con ello se probaba parcialmente la hipótesis de la deriva continental.

Figura 4. Movilidad de América del Norte y Europa

 

3.2.2. Expansión fondo oceánico

La estructura de la Tierra puede ser abordada desde dos puntos de vista:

Uno conocido como modelo estático se basa en su composición química, según el cual la Tierra está formada básicamente por una corteza superficial, el manto en la parte intermedia y el núcleo. Esta estructura está condicionada por la densidad de los componentes. En este sentido en la corteza se encuentra los elementos menos densos, en seguida está el manto con componentes de densidad intermedia y finalmente en el núcleo los más densos principalmente hierro y níquel.
  
Otro denominado geodinámico derivado del comportamiento dinámico de los componentes del planeta, particularmente de la movilidad de las ondas sísmicas. Estudios sismológicos indican indirectamente que la Tierra está estructurada en tres capas principales: litosfera (corteza más porción superior del manto), astenosfera, manto y núcleo –externo e interno-.

 Ambos modelos de la estructura del planeta se presentan en la figura 5.

Figura 5. Modelos de la estructura de la Tierra
 

Es evidente que las rocas del manto, al ser susceptibles de flujo, se ven obligadas a desplazarse bajo la influencia de las diferencias de temperatura y densidad, y el cálculo más reciente indica que el flujo que se desplaza de las regiones calientes a las frías se desarrolla incluso con muy pequeñas diferencias de temperatura si son persistentes. De modo que ya no se puede dudar de la existencia de las corrientes de convección en el manto superior. Los nuevos conocimientos adquiridos con respecto a los fondos oceánicos ponen de manifiesto que tales corrientes de convección transportan el material caliente del manto hasta los ejes de las dorsales oceánicas y después hacia afuera, alejándolo de ellas en direcciones opuestas. Sólo es verosímil la aportación de nueva materia a la corteza si la Tierra se encuentra en proceso de expansión, si su superficie se está abombando, o si otro material procedente de la superficie está volviendo al interior.

En 1962, Hess, estudiando los fondos oceánicos, descubrió que las dorsales meso-oceánicas, son puntos por los que se elevan las corrientes de convección del manto, que al ascender se enfrían y derraman horizontalmente, para luego descender en las fosas oceánicas por debajo de la corteza continental –subducción-. Entonces, son las corrientes de convección en su movimiento horizontal en la astenosfera –capa elástica situada en la base de la litósfera- las que mueven a los continentes y a los océanos, específicamente a las cortezas oceánica y continental (figura 6).

Figura 6. Expansión -movimiento- del fondo oceánico

Con el descubrimiento de las corrientes de convección como portadoras de la energía calorífica que mueve a los océanos y continentes, terminó con la principal objeción a la hipótesis de la deriva continental de Wegener, puesto que ya no era necesario recurrir a factores externos para explicar la causa de la movilidad continental. Ahora, estaba claro que la fuente de energía estaba en el interior de la Tierra, específicamente en sus componentes químicos, particularmente en los elementos radiactivos, principalmente el uranio, el torio y un isótopo del potasio 40.

Es la desintegración nuclear –fisión- relativamente lenta del uranio, el torio y el potasio, la que proporciona la energía calorífica que se mueve o se transfiere por las corrientes de convección desde las zonas más calientes del manto, localizadas en su parte inferior, a las regiones más frías ubicadas en la parte superior del mismo.

Así pues, dos fueron las pruebas más contundentes para probar la hipótesis de la deriva continental y convertirla en teoría: el paleo-magnetismo y la expansión -movimiento- del fondo oceánico.

4. Teoría de la tectónica de placas

Para principios de la década de los 60 del siglo pasado existían hallazgos importantes pero dispersos, que necesitarían estructuración lógica con base a ciertos principios para dar forma a la nueva teoría.

Nava (2003) escribe que al inicio de los años sesenta del siglo XX se habían realizado varios descubrimientos, principalmente bandas magnéticas del fondo oceánico, así como su expansión o movilidad, la presencia de la astenosfera y el paleomagnetismo. Faltaban solamente dos ideas para integrar lógicamente los hallazgos descritos aparentemente inconexos, para obtener un panorama general de la nueva teoría:

La primera de estas ideas fue propuesta por H.H. Hess en 1962, quien inspirándose en un artículo de 1944 de A. Holmes que sugería la existencia de corrientes de convección en el manto para explicar la deriva -movimiento horizontal- continental, por consiguiente, propuso que los continentes no se mueven a través del manto, sino que son transportados por éste.

La segunda idea la proporcionó J.T. Wilson en 1965, quien propuso que los arcos -cadenas- de islas o de montañas, las cordilleras oceánicas y las zonas de fracturas marcan los límites de las placas litosféricas rígidas que se mueven unas con respecto a otras. Estas son algo así como trozos o fragmentos formadas por la litósfera, capa de la Tierra que incluye la corteza y la parte del manto localizada en ella y la astenosfera, hasta una profundidad de unos 100 km. Las placas son rígidas porque al moverse interaccionan entre sí sin deformarse significativamente, excepto en los bordes, donde las deformaciones pueden ser importantes. Como entre todas las placas cubren a la totalidad del planeta, sus fronteras no están aisladas, sino que están conectadas unas con otras y se condicionan recíprocamente. Así, se produjo finalmente la Teoría de la Tectónica Integral de Placas, la cual se muestra en la figura 7.

Figura 7. Teoría integral de la tectónica de placas
 

Tarbuck y Lutgens (2008) valoran al considerarla como una revolución geológica y dada su generalidad para explicar los procesos de la Tierra como totalidad también se convierte en un paradigma. En este sentido aseveran que la revolución empezó a principios del siglo XX con la propuesta radical de la hipótesis de la deriva continental, la idea de que los continentes se movían sobre la superficie del planeta. Esta hipótesis contradecía el punto de vista establecido, según el cual los continentes y las cuencas oceánicas eran características permanentes y estacionarias sobre la superficie terrestre. Por esta razón la idea de los continentes a la deriva se recibió con gran escepticismo. Tuvieron que pasar más de 50 años antes de que se recopilaran los datos suficientes para transformar esta hipótesis controvertida en una teoría sólida que conectara todos los procesos básicos que, se sabía, actuaban en la Tierra. La teoría que finalmente apareció, denominada Teoría de la tectónica de placas, proporcionó a los geólogos el primer modelo exhaustivo del funcionamiento interno de la Tierra.

La energía que mueve a las placas tectónicas, proviene del interior de la Tierra, particularmente de los movimientos convectivos del manto, tal como se aprecia y se describe en la figura 8.

Figura 8. Energía que mueve a las placas tectónicas

En la figura anterior, es evidente que la energía que mueve a las placas tectónicas, es de naturaleza nuclear, derivada de la radiactividad de elementos químicos pesados que al fragmentarse, liberan calor que por convección térmica se transfiere del manto terrestre de mayor temperatura a la corteza terrestre de menor temperatura. Específicamente la convección térmica consiste, en el ascenso del material del manto inferior, que debido a su elevada temperatura asciende verticalmente y al llegar a la base de la litosfera se enfría y por su mayor densidad derrama horizontalmente en cuyo movimiento arrastra a las placas continentales, para luego descender por subducción en las trincheras o fosas oceánicas y una vez más se calientan para reiniciar un nuevo ciclo de convección.

La historia del movimiento del conocimiento desde la hipótesis de la deriva continental hasta la teoría de la tectónica de placas, es un ejemplo, del complejo camino que las ciencias recorren en su desarrollo, debido a lo difícil que es desarraigar de la mentalidad de los científicos el paradigma antiguo, en este caso la creencia derivada del sentido común que percibía la estabilidad de la distribución espacial de océanos y continentes. Fue necesario moverse más allá de la sensibilidad, principalmente la vista que solo percibe la apariencia de las cosas, para descubrir la esencia -movilidad de océanos y continentes-.

La tectónica de placas es una teoría unificadora que sintetiza dos paradigmas contradictorios que le antecedieron: catastrofismo (tesis) vs uniformismo (antítesis). En este sentido, la nueva teoría científica es el resultado de una doble negación: el uniformismo de Lyell negó el catastrofismo de Georges Cuvier y la teoría de la tectónica de placas negó el uniformismo de Lyell, para retornar al punto de partida: el catastrofismo, pero a un nivel muy superior, ya que no se trata del viejo catastrofismo de tinte religioso, sino que ahora se trata de un catastrofismo racional despojado del misticismo religioso del viejo catastrofismo enarbolado por Cuvier. Así pues, se ha producido la doble negación que reafirma el carácter cíclico del conocimiento geológico, cuya expresión matemática es: (-)(-) = (+). Esto de muestra en la figura 9.

Figura 9. Naturaleza cíclica del conocimiento geológico y su expresión matemática: (-)(-) = (+)

5. Conclusiones

El conocimiento científico se mueve de la apariencia proporcionada por las evidencias empíricas observadas, a la esencia -aspecto interno- de los objetos materiales, oculta detrás de la sensibilidad percibida. Así pues, la verdad no está en la inmutabilidad de océanos y continentes -apariencia-; la verdad está en la movilidad de océanos y continentes -esencia-, tal como lo postuló Wegener: una Tierra móvil.

La esencia hecha pensamiento se convierte en lógica y por lo tanto en teoría de la tectónica de placas.

En síntesis la Teoría de la tectónica de placas explica racionalmente los procesos geológicos más importantes inherentes a la Tierra, procesos catastróficos resultado de la acumulación gradual de energía, que al rebasar cierto límite -medida- estalla violentamente en forma de volcanes, terremotos, tsunamis, etc. y tienen como causa la interacción entre las placas litosféricas.

De acuerdo al marco de referencia teórico, la contradicción es la ley más importante que mueve a la materia y al pensamiento.

La contradicción que mueve a la Tierra es el calor interno que mueve a las placas, cuya interacción produce principalmente océanos, continentes, montañas, volcanes y terremotos. La fuerzas que contrarrestan al calor interno que acciona a las placas tectónicas, es la gravedad y la energía del Sol que mueve a la atmósfera para generar el tiempo y el clima, particularmente el viento y la lluvia que erosionan las montañas y los materiales son transportados primordialmente por los escurrimientos superficiales y depositados en las partes bajas de la Tierra, principalmente en los océanos en los que gradualmente se van compactando y posteriormente se litifican para transformarse en rocas sedimentarias. Estas nuevamente por el calor interno se transforman en rocas metamórfica y/o rocas ígneas que al ser levantadas por la tectónica de placas una vez más forman montañas.

Si el pensamiento teórico es el reflejo mental de los procesos materiales terrestres; por consiguiente, el conocimiento científico, también se mueve gradualmente y a saltos. Es decir, gradualmente se fueron acumulando conocimientos -a pesar del oscurantismo religioso que imperó en la Edad Media durante 1000 años: de los siglos V al XV-, hasta que se produjo un salto -cambio cualitativo- que produjo una revolución científica en la década del siglo pasado: la teoría de la tectónica de placas.

La teoría de la tectónica de placas constituye una verdadera revolución científica y un nuevo paradigma geológico -cambio cualitativo-, producto de un prolongado período de acumulación gradual -cambios cuantitativos- de conocimientos.

La tectónica de placas constituye el fundamento teórico de las ciencias de la Tierra (edafología, climatología, hidrología, geografía física, petrología y biología), puesto que lo particular y/o singular es la unidad contradictoria de lo general vs lo singular.

La tectónica de placas es una teoría unificadora que sintetiza dos paradigmas contradictorios que le antecedieron: catastrofismo (tesis) vs uniformismo (antítesis). En este sentido, la nueva teoría científica es el resultado de una doble negación: el uniformismo de Lyell negó el catastrofismo de Georges Cuvier y la teoría de la tectónica de placas negó el uniformismo de Lyell, para retornar al punto de partida: el catastrofismo, pero a un nivel muy superior, ya que no se trata del viejo catastrofismo de tinte religioso, sino que ahora se trata de un catastrofismo racional despojado del misticismo religioso del viejo catastrofismo enarbolado por Cuvier. Así pues, se ha producido la doble negación que reafirma el carácter cíclico del conocimiento geológico, cuya expresión matemática es: (-)(-) = (+). 

Es evidente que el marco de referencia teórico orienta el estudio de los procesos geológicos particulares y se reafirma con la teoría de la tectónica de placas,  lo cual es lógico, puesto que lo singular (geología) es la unidad contradictoria  de lo general y lo singular.

6. Bibliografía
 

Hegel. 1812-1816. Ciencia de la Lógica. Traducción de Mondolfo Rodolfo (1960).

Nava Alejandro. 2003. La inquieta superficie terrestre. Tercera Edición. Fondo de Cultura Económica, S.A. de C.V. México, D.F. 

Wegener Alfred. 1929. El origen de los continentes y los océanos. Traducción García Cruz Cándido Manuel (2012). Pdf.

Tarbuck Edward y Lutgens Frederick. 2008. Ciencias de la Tierra. Octava edición. Pearson Prentice Hall. Madrid, España.