Csnat01 la-tierra

EXPLORA
PROGRAMA
DE CAPACITACIÓN
LAS CIENCIAS EN EL MUNDO CONTEMPORÁNEO MULTIMEDIAL

CIENCIAS NATURALES

LA TIERRA

Introducción. El planeta de la vida | ¿Qué tiene en común la Tierra con otros planetas? | Las particularidades de
la Tierra | La tectónica de placas | Los arcos volcánicos | Las rocas que conforman la Tierra | Tectónica y vida | La vida
"compleja" y la rareza de la Tierra | Tectónica y temperatura

Autores: Dr. Andrés Folguera (UBA y CONICET), Dra. Marcela Cichowols (UBA y CONICET), Dr. Víctor A. Ramos (UBA y CONICET) y Dra. Beatriz
Aguirre Urreta (UBA y CONICET) | Coordinación Autoral: Dr. Alberto Kornblihtt (UBA y CONICET)

2 EXPLORA CIENCIAS NATURALES

INTRODUCCIÓN.
EL PLANETA DE LA VIDA
Cortesía del Earth Sciences and Image Analysis Laboratory, NASA, Johnson Space Center

A principios de la década de 1970,
las teorías más audaces acerca
de la presencia de vida tal cual la cono-
nuevas teorías que propusieron que la
vida en la Tierra depende de una serie
de factores más complejos que los
otras. De esta manera, se ha refor-
mulado el conocimiento de la Tierra
como entidad dinámica y se ha rela-
cemos en la Tierra y en el universo, pensados previamente. Esos factores cionado toda una serie de elementos
influidas por una teoría filosófica no parecerían ser exclusivos de la Tierra y y procesos que previamente eran es-
geocéntrica, proponían el siguiente se relacionan parcialmente con su par- tudiados por separado, en particular
razonamiento: dado que la vida es ticular dinámica interna, al menos res- el ciclo del dióxido de carbono y su
función de la presencia de agua en pecto de los otros planetas del Sis- relación con la erosión de las monta-
estado líquido y de la temperatura tema Solar. La Tierra, entonces, parece ñas y el hundimiento del fondo oceá-
superficial del planeta, su desarrollo ser progresivamente menos común a nico bajo las masas continentales
sólo es factible en planetas que man- medida que se la conoce con más (subducción), vital para el manteni-
tengan una distancia a la estrella del profundidad. No es casualidad que la miento de una temperatura que posi-
sistema planetario similar a la que me- teoría de la tectónica de placas, un bilita la vida en el planeta. Con el sur-
dia entre la Tierra y el Sol. De esta ma- verdadero cambio de paradigma en las gimiento y consolidación de la teoría
nera, un razonamiento asociado con ciencias de la Tierra, tenga poco más de la tectónica de placas, la Tierra
esa probabilidad sugería que la vida de treinta años de vida. Esta teoría resulta mucho más particular, por lo
en el universo debía ser un elemento propone que una serie de placas sóli- que la presencia de vida compleja en
común. Veinte años después, a princi- das que cubren la Tierra poseen ella parece ser, paradójicamente, casi
pios de la década de 1990, surgieron movimiento independiente unas de una rareza en el universo.

LA TIERRA 3

¿QUÉ TIENE EN COMÚN LA TIERRA CON OTROS PLANETAS?

A l menos dos elementos serían co-
munes a la Tierra y a los demás
planetas del Sistema Solar: (a) la estruc-
fos. Al determinar las velocidades de
propagación de las ondas en las dis-
tintas profundidades de la Tierra, se
tante de 6 a 8 km, mientras que la cor-
teza continental es de unos 35 a 40 km
en las zonas cercanas al nivel del mar y
tura interna diferenciada en una serie tiene una idea de las densidades de los de hasta 70 kilómetros bajo las monta-
de capas concéntricas, reflejo de una materiales atravesados. Cuanto más ñas más altas.
génesis común, relacionada con proce- denso y rígido es el medio en el que La litósfera en su conjunto representa
sos de aglutinación por efectos de la una onda sísmica se transmite, mayor a las placas que se desplazan, se sepa-
gravedad a partir de una nebulosa; (b) es la velocidad con que lo hace. La ran y colisionan. Su base es la isoter-
la edad, que corresponde a la del siste- estructura de muchos planetas, entre ma de 1250 ºC. Por debajo de ella se
ma planetario en su conjunto, alrede- ellos la Tierra, corresponde a una serie desarrolla el manto astenosférico,
dor de 4.570 millones de años (Ma). de capas concéntricas progresiva- similar al litosférico, pero no forma
La estructura interna de los planetas y mente más densas, desde la superficie parte de las placas móviles de la Tierra.
satélites extraterrestres se conoce por hacia el centro. Se detectan variaciones Esta temperatura provoca que un
medio del estudio de los campos mag- de densidad abruptas, lo que permite 1,5 % del manto se funda, generando
néticos y gravimétricos respectivos, que diferenciar seis capas concéntricas. La un patín sobre el que las placas litosféri-
son reflejo de las propiedades magnéti- más superficial corresponde a la at- cas "navegan" (este es el nivel más
cas de las rocas superficiales, en el pri- mósfera, única capa gaseosa del pla- superficial donde el progresivo aumen-
mer caso, y de la masa total del cuerpo, neta. Después se ubica la hidrósfera, to de la temperatura provoca una
en el segundo. A la vez se realizan mo- correspondiente a los medios líquidos fusión parcial del manto). Este hecho
delos en los que se infiere la distribu- superficiales. Luego se ubican la corte- define un rasgo peculiar de la Tierra
ción de masas profundas en función za y el manto litosférico (ambas capas relacionado con grandes desplazamien-
del tipo de rocas supuesto en la superfi- forman la litósfera). Existen dos tipos tos superficiales de placas litosféricas:
cie y a partir de la señal magnética y de de cortezas: la continental y la oceáni- los espesores de la litósfera varían entre
la masa total inferida por la gravedad. ca; esta es levemente más densa que 100 y 150 km bajo los continentes, y
El conocimiento de la estructura la anterior y se produce en las dorsa- entre 70 y 100 km bajo los océanos.
interna de la Tierra también es indirec- les centro-oceánicas a medida que las Finalmente, el núcleo posee dos par-
to. Al producirse un terremoto, las osci- placas se separan. tes distintivas: la externa es líquida y la
laciones generadas a partir de su foco Los espesores de la corteza son alta- interna es sólida; ambas presentan una
se desplazan por el planeta y son de- mente variables: la corteza oceánica composición similar y equiparable a una
tectadas en superficie por los sismógra- posee un espesor relativamente cons- aleación de hierro y níquel.


LAS PARTICULARIDADES DE LA TIERRA

C

Cortesía de Calvin J. Hamilton
iertas características particulares
de nuestro planeta han permiti-
do el desarrollo, la evolución y la per-
manencia de la vida en él: los océa-
nos, una única luna excepcionalmente
grande en relación con la Tierra, la
persistencia de un campo magnético y
la tectónica de placas. La presencia de
los océanos se relaciona con una dis-
tancia determinada entre el Sol y la
Tierra; si ella fuera modificada, no exis-
tiría agua en estado líquido.
El tamaño proporcionalmente gran-
de de la Luna estabiliza el eje de rota-
ción de la Tierra, lo que evita grandes
variaciones angulares. En planetas cu-
yo eje de rotación varía notablemente
(por ejemplo, hasta 60º en Marte), los
efectos climáticos aparejados son
extremos y pueden constituir un obs- Los océanos cubren la mayor parte de la superficie de la Tierra y son quizá
táculo para la vida. Si la Tierra no su componente más extraño.
tuviera un único satélite proporcio-
nalmente grande, los campos gravita- tos el componente rocoso es menor, tico se extinguiría. Al comparar la
torios de los planetas “gigantes”, so- por lo que no son directamente com- Tierra con los demás planetas rocosos
bre todo de Saturno y Júpiter, habrían parables con la Tierra. La presencia de (Mercurio, Venus y Marte), resulta que
producido variaciones desmesuradas este campo magnético que envuelve su campo magnético y su intensidad
en la inclinación de su eje de rotación. nuestro planeta devela su actividad relativamente alta constituyen ele-
La existencia de un campo magné- interna, ya que se trata de un campo mentos singulares. Mercurio es el úni-
tico alrededor de la Tierra es un ele- bipolar generado por el movimiento co de esos tres planetas que posee
mento común a algunos planetas del de material metálico fundido en el campo magnético, pero su intensidad
Sistema Solar, como Júpiter, Saturno, núcleo externo. Si no existiera un nú- es cien veces menor que el terrestre.
Urano y Neptuno. Sin embargo, en es- cleo externo líquido, el campo magné- Este hecho resulta raro, ya que, a par-
tir de la gravedad respectiva, se infiere
un gran núcleo metálico en ese plane-
ta. Sin embargo, el contenido de hierro
sería muy inferior al del núcleo terres-
tre, lo que provocaría un imán electro-
magnético deficitario en comparación
con el de la Tierra. Los otros dos plane-
tas rocosos probablemente hayan te-
nido campos magnéticos, pero se ha-
brían extinguido. La permanencia del
campo magnético en la Tierra quizás
esté relacionada con la existencia de un
núcleo excepcionalmente grande en
comparación con sus dimensiones.
En azul se desarrollan El campo magnético terrestre posee
zonas de subducción y en
rojo, plumas, tal como polaridad normal en los períodos en
ocurre en la Tierra. los que las líneas de fuerza correspon-

LA TIERRA 5

dientes al campo emergen del Polo Sur convección es la mecánica causante de El campo magnético
y convergen en el Polo Norte, como la pérdida de calor de la Tierra, superior terrestre es un escudo
contra las radiaciones
ocurre en la actualidad. No obstante, a la conducción térmica, que sólo im- cósmicas dañinas y
presenta reversiones bruscas a lo largo pera en niveles superficiales. Sectores un elemento retenedor
del tiempo geológico y el sentido de las del manto más profundo son calenta- de la atmósfera.
líneas de fuerza se invierte (el origen dos, por lo que disminuye su densidad
de este proceso es motivo de constan- y les permite ascender hasta alcanzar
te estudio). Si bien estas reversiones se niveles superiores, para enfriarse y vol-
dan en lapsos variables y sin aparente ver a descender por efecto del aumento
regularidad, ocurren en períodos que de la densidad. De esta manera, la
oscilan entre menos de cien mil años y convección refleja un cuadro heterogé-
varias decenas de millones de años. neo de distribución de temperaturas
El manto astenosférico, a pesar de en la superficie del núcleo externo de
ser sólido, posee una dinámica parti- la Tierra, en el que sectores anómala-
cular de movimiento extremadamente mente calientes generan penachos

Cortesía de Walter S. Kiefer
lenta, que consiste en que algunos ascendentes de roca que fluyen du-
sectores ascienden y se ubican por de- rante millones de años. Otros planetas,
bajo de los fondos oceánicos y masas como Marte y Venus, probablemente
continentales, mientras otros sectores hayan tenido convección a nivel del
se hunden, describiendo celdas de cir- manto, que se habría detenido por la
culación del material (convección). La disipación de su calor interno.

LA TECTÓNICA DE PLACAS

L a tectónica de placas es un ele-
mento particular de la Tierra. La
superficie terrestre se divide en cator-
Cortesía de NOAA, National Geophysical Data Center, EE.UU.

ce placas principales, las que pueden
separarse o colisionar. Otros astros co-
mo Marte, Venus y dos lunas de
Júpiter han tenido formas particula-
res de tectónica, presumiblemente no
activas.
Los sectores en los que dos placas se
separan coinciden con los sitios don-
de el manto astenosférico asciende,
abovedando la superficie terrestre.
Así, la base de la litósfera se inclina de
Distribución de placas
manera divergente con respecto al y masas continentales
flujo de manto ascendente y resbala actuales en la Tierra.
hacia afuera por efecto de un plano
inclinado (el plano correspondiente a mecanismo de formación del fondo si ocurre la separación total de los con-
la isoterma de 1250 ºC); de esta for- oceánico, por lo cual la edad de las tinentes y la formación de un océano
ma se produce la separación de dos rocas que lo componen es progresiva- entre ellos.
placas. Cuando se separan dos placas mente mayor cuanto más alejadas Existen también sectores en donde
oceánicas, se forma una fisura entre están de una dorsal. En el caso de dos placas colisionan. Estas áreas pue-
ellas (llamada dorsal centro-oceánica) separarse dos zonas continentales, se den clasificarse en dos tipos: zonas de
de la que emana roca fundida (lava) forma un valle de fractura, que podrá subducción y zonas de colisión. Las
en forma casi continua. Este es el derivar en una dorsal centro-oceánica primeras corresponden al caso de una


Cortesía de Brian Montgomery, NASA, GSFC
TEORÍA DE LA TECTÓNICA DE PLACAS AMÉRICA
DEL SUR

La teoría de la tectónica de teoría de la deriva continen-
placas fue básicamente ela- tal. Con el surgimiento de la
DORSALPACÍFICA
borada a partir de dos gran- teoría de la tectónica de pla-
des impulsos largamente cas durante la década de
separados en el tiempo. 1960, reapareció el concepto
DORSAL ATLÁNTICA
Inicialmente, el meteorólogo de deriva continental. De esta
y geólogo alemán Alfred manera, a partir del reconoci-
Wegener (1880-1930) pro- miento de la simetría en las
puso la teoría de la deriva anomalías magnéticas del
continental (1911) apoyán- fondo oceánico a ambos ANTÁRTIDA
dose en una serie de eviden- lados de una dorsal centro-
cias geográficas (similitud oceánica, se retoma la idea
geométrica de las costas de de que las masas continenta- ÁFRICA

Sudamérica y África), paleon- les se desplazan horizontal-
tológicas (faunas y floras mente. Al separarse dos pla- AUSTRALIA
continentales fósiles equiva- cas oceánicas a partir de una
lentes a uno y otro lado de dorsal centro-oceánica, que-
las márgenes), geológicas dan registradas bandas de Topografía de las masas continentales y de las cuencas oceánicas en el hemisfe-
y paleoclimáticas (depósitos magnetización alternadas rio sur. Se pueden ver las dorsales desarrolladas en los centros de los océanos
Pacífico y Atlántico.
glaciarios de edades equiva- (generadas por los cambios
lentes en márgenes conti- de polaridad del campo mag-
nentales enfrentadas). nético a través del tiempo),
Esta teoría debió esperar 50 simétricas a ambos lados de placa oceánica que converge con cas −o simplemente zona de colisión,
años para ser aceptada, ya la dorsal y paralelas a la direc- una continental u oceánica. Para como la hemos denominado− corres-
que carecía de una base teó- ción de ella. Esta observación tener una idea de la magnitud de ponde al caso en el que dos placas
rica física para explicar estos fue una evidencia decisiva de este proceso, el fondo del océano continentales convergen y una se des-
fenómenos y de otra serie de la expansión del fondo oceá- Pacífico se sumerge a una velocidad plaza por encima de la otra. En este
hallazgos geofísicos que nico y, consecuentemente, de 6,8 cm/año por debajo del conti- caso, la baja densidad de la corteza
confirmarían finalmente la de la movilidad de las placas. nente sudamericano. Estos sectores continental, en comparación con la
coinciden con zonas en las que el corteza oceánica, impide que esta se
manto astenosférico fluye de manera hunda con facilidad en la astenósfera,
descendente. En este caso, la placa por lo que no experimenta cambios
oceánica se hunde bajo la continental de densidad que serían factibles a
debido a dos efectos: uno de ellos mayores profundidades y presiones.
corresponde al empuje desde las zo- Al no subducirse la corteza continen-
nas de las dorsales, que provoca el mo- tal, su baja flotabilidad provoca las
vimiento horizontal de la placa oceá- montañas más altas de la Tierra, cuyo
nica (efecto del plano inclinado des- ejemplo activo es el Himalaya.
de las dorsales hacia los continentes) A veces, los bordes convergentes de
y su posterior penetración por debajo placas, ya sean continentales o una
del continente. El otro efecto aparece placa oceánica y otra continental, son
cuando la placa oceánica se sumerge áreas en las cuales se forman cordille-
en el manto astenosférico a una pro- ras. Todas las cordilleras poseen es-
fundidad en la que la roca que la com- tructuras similares, con leves diferen-
pone sufre una compresión derivada cias relacionadas con la magnitud de
de las crecientes condiciones de pre- la colisión o con la rigidez de los
sión. Estas provocan el aumento de su materiales que conforman las placas.
densidad y un efecto de arrastre en el En principio, todas las cordilleras se
borde libre de la placa. El segundo forman por el apilamiento de seg-
tipo de zona de colisión entre dos pla- mentos de decenas de kilómetros de

LA TIERRA 7
Cortesía del Earth Sciences and Image Analysis Laboratory / NASA, Johnson Space Center

MAR ROJO

1 2


3 4

1. Valle de fractura del Mar 2. Límite occidental del Golfo 3. La dorsal centro-atlántica 4. Edades del fondo oceánico.
Rojo. En su interior ha comen- de Adén. Se pueden ver genera corteza oceánica a Se observan bandas paralelas
zado el proceso de formación las fracturas en dirección ambos lados desde hace unos a las dorsales centro-oceánicas
de suelo oceánico, asociado a este-oeste que atestiguan el 180 millones de años. en donde se va formando la
la separación de las placas proceso de fracturación de la corteza oceánica.
Africana y Asiática. Las flechas placa Africana.
indican la dirección de despla-
zamiento del terreno.


espesor de litósfera continental, lo tes de placas, conocidas como arcos la superficie, contienen silicatos mag-
que provoca su engrosamiento. De volcánicos, en los que el fondo oceá- nesianos y férricos, alterados poste-
esta manera, existe una relación entre nico se sumerge bajo el continente riormente por el agua marina. Los
la magnitud de la colisión entre dos (subducción). Los magmas que ali- minerales resultantes de este proceso
placas y la altura que alcanza el siste- mentan a los arcos volcánicos se origi- de alteración poseen una composi-
ma montañoso asociado con ella. nan por efecto de la tectónica de pla- ción equivalente a sus predecesores,
cas. El fondo marino, como hemos pero, adicionalmente, contienen agua
LOS ARCOS VOLCÁNICOS visto, está formado por rocas genera- dentro de su estructura cristalina. Estas
das en las dorsales centro-oceánicas. nuevas formas son perfectamente
Un rasgo único de la Tierra (asociado Estas rocas recientemente formadas, estables en el fondo marino, pero al
a la tectónica) es la presencia de hile- al enfriarse la lava que les dio origen ser transportadas por medio de la sub-
ras de volcanes alineados con los lími- los primeros minutos de su ascenso a ducción a mayores profundidades
dentro del manto astenosférico, su-
fren transformaciones mineralógicas
a causa de las mayores condiciones de
presión y temperatura. Los minerales
resultantes expulsan el agua conteni-
da e hidratan el manto astenosférico.
De esta manera, el manto astenosfé-
rico, que se encuentra en estado sólido
debido a la alta presión (ya que en la
superficie estaría fundido a las tempe-
raturas en las que se encuentra), se
funde parcialmente mediante la acción
del agua, lo que origina magmas que
ascienden hacia la superficie, forman-
do una barrera de volcanes paralelos a
la línea de la costa.
Por lo tanto, sin subducción y sin
mar, las rocas del manto astenosféri-
co permanecerían secas permanente-
mente, por lo que no se fundirían ni
se formarían volcanes cerca de los
bordes continentales.

LA TIERRA 9

LAS ROCAS QUE CONFORMAN mentación de un continente. Al libe- to a causa de la tectónica de placas,
LA TIERRA rarse la carga que confina las rocas los magmas respectivos generan
del manto, se produce su fusión par- cadenas de volcanes que se disponen
Luego de haber revisado la dinámica cial, el consecuente ascenso de mag- paralelos a la dirección de movimien-
de la litósfera, estamos en condiciones mas y su posterior derrame en o cerca to, a diferencia de los arcos volcáni-
de abordar los mecanismos de forma- de la superficie en forma de rocas vol- cos, que se forman paralelos a los
ción de rocas en la Tierra, su clasifica- cánicas. límites de placas. En estas cadenas
ción y la descripción del ciclo que Grandes volúmenes de magma que permanece activo únicamente el vol-
conecta a los diferentes tipos. ascienden en forma de gigantescos cán ubicado sobre la pluma, que ha
Las rocas formadas a partir de lavas penachos desde la interfaz núcleo- sido el último en formarse, como es el
correspondientes a magmas (material manto (plumas), que alcanzan poten- caso del volcán Kilauea en las islas
fundido en tránsito o entrampado cialmente la superficie de los fondos Hawai, lo que provoca la formación
dentro de la corteza terrestre) que se oceánicos y de los continentes, y de una cadena de volcanes extingui-
derraman en la superficie se deno- generan grandes volcanes. dos por detrás del último en formarse,
minan rocas volcánicas. Estas rocas La fusión parcial del manto astenos- que fueron activos cuando se encon-
se forman en numerosos planetas y férico por hidratación, durante la sub- traban ubicados sobre la pluma. En
lunas del Sistema Solar; en la Tierra ducción de una placa oceánica, y el otros planetas, como Marte, que ac-
sólo algunas de ellas se generan en ascenso del magma generado que ali- tualmente carecen de tectónica de pla-
respuesta a la tectónica de placas. En menta los arcos volcánicos. cas, las plumas no generan cordones
nuestro planeta hay tres mecanismos Los dos primeros mecanismos están volcánicos ya que las placas no se des-
formadores de rocas volcánicas: presentes en otros planetas del Sis- plazan. El aporte de magma se realiza
La descompresión del manto aste- tema Solar, mientras que el tercero entonces en un punto fijo a lo largo
nosférico por separación de dos pla- sólo está presente en planetas con del tiempo, y así se generan los volca-
cas oceánicas en las zonas de dorsales procesos de subducción activos. En la nes más elevados y de mayor diámetro
o debido a la formación de un valle Tierra, debido a que las plumas inter- del Sistema Solar.
de fractura en un proceso de frag- ceptan una litósfera en desplazamien-
Cortesía de Paul J. Tackley y Dave Stevenson

Cortesía de Andrés Folguera
1. Simulación numérica de
la convección en el manto
en la que se desarrollan
plumas que ascienden
hacia la superficie desde
la interfaz núcleo-manto.

2. Volcán Villarrica, al sur
de Chile, generado por la
subducción del fondo del
océano Pacífico bajo la
1 2
placa sudamericana, al
igual que el resto de la
Cortesía de NASA / MOLA Science Team

cadena de volcanes acti-
vos argentino-chilenos.

3. El Monte Olimpo en
Marte se genera a partir
de una pluma que ascien-
de desde el manto y que,
al no interceptar una pla-
ca móvil, genera el volcán
más grande del Sistema
Solar, con 600 km de diá-
metro de base y 26,4 km
de altura.

3


Un segundo tipo de rocas corres-
ponde a las rocas plutónicas, que se
forman mediante los mismos proce-
sos descriptos para las rocas volcáni-
cas, pero en este caso los magmas a
partir de los que se generan no al-
canzan niveles superficiales, sino que
quedan entrampados en la corteza, y
se enfrían lentamente. Luego de su
formación, estas rocas quedarán ex-
puestas en la superficie a causa del
levantamiento de montañas y su con-
secuente erosión. Las rocas plutóni-
cas y las volcánicas pertenecen al
grupo de las rocas ígneas, que se
define como el conjunto de rocas ori-
ginadas a partir de un material fundi-
do (magma).
Mediante la transformación de dis-
tintos tipos de rocas bajo condiciones
de presión y temperatura diferentes de
las de su formación se origina un ter-
cer grupo: las rocas metamórficas.
Estas parecen ser exclusivas de la
Tierra, ya que están íntimamente aso-
ciadas con la tectónica, y se generan
por dos mecanismos principales.
A partir de la subducción de la corte-
za oceánica, las rocas del fondo oceá-
nico son transportadas a condiciones

de presión y temperatura en las que se
produce la transformación de los mine-
rales formados en los niveles superficia-
les en minerales estables en condicio-
nes de mayor presión y temperatura.
A causa de la formación de cordille-
ras, la litósfera continental es apilada
por subducción o colisión. De esta
forma, sectores superiores de la cor-
teza son transportados a niveles más
profundos en donde existen presio-
nes y temperaturas más elevadas, que
generan transformaciones metamór-
ficas de las rocas (profundidades su-
periores a 55 kilómetros).
Un cuarto grupo es el de las rocas
sedimentarias, que se forman exclusi-
vamente en la superficie terrestre por
acumulación (sedimentación) y con-
solidación de partículas provenientes
de la desagregación de rocas preexis-
Sedimentos acumulados en forma de delta, en el mar Mediterráneo, tentes (meteorización) o por la precipi-
en la desembocadura del río Nilo. tación de sales a partir de soluciones
(aguas con sales disueltas). El proceso

LA TIERRA 11

de desagregación de las rocas ocurre identificar secuencias de rocas sedi- sino de la cristalización de aguas salo-
por alteración en climas particular- mentarias acumuladas en el fondo bres. Dos procesos principales provo-
mente húmedos, por ciclos de con- del mar, deltas, plataformas marinas, can la precipitación de estas sales:
gelamiento y descongelamiento en playas, lagos, ríos, desiertos de arena y uno corresponde a la evaporación
sectores de montañas y desiertos, por sectores adyacentes a las bases de las total o parcial de un cuerpo de agua
arranque de bloques por la acción de montañas. Estas, en la gran mayoría en zonas áridas y la consecuente for-
glaciares o por derrumbes en sectores de los casos, son expuestas en la mación de salinas; el otro resulta de
escarpados. También hay rocas se- superficie a partir de los dos procesos los cambios en las condiciones quí-
dimentarias que se forman a partir de principales formadores de montañas, micas de un cuerpo de agua, básica-
la agregación de conchillas de orga- ligados a colisiones entre dos masas mente acidez y contenido de oxígeno
nismos, que se consideran partículas continentales o a causa de la subduc- disuelto.
aunque no provengan de la desagre- ción de la litósfera oceánica bajo la Un tipo particular de rocas sedimen-
gación de rocas. El transporte de las litósfera continental. De esta manera, tarias se asocia con la acumulación de
partículas desde los sectores monta- acumulaciones sedimentarias forma- materia orgánica de origen animal y
ñosos hacia el mar, o desde sectores das a miles de metros de profundidad vegetal que derivará en la formación
someros (playas y plataformas) hacia en los océanos pueden terminar ex- de los yacimientos de hidrocarburos,
otros más profundos en los océanos, puestas a miles de metros de altura particularmente petróleo y carbón.
se efectúa por medio de los ríos, los sobre el nivel del mar en unos pocos Las secuencias sedimentarias con
glaciares, las avalanchas submarinas y millones de años. mayor potencialidad para formar
los vientos. Las partículas se acumu- El otro subconjunto de rocas sedi- reservorios de este tipo corresponden
lan en áreas deprimidas (cuencas) mentarias no se forma a partir de la a grandes deltas de climas húmedos,
que, al consolidarse, forman secuen- agregación de partículas provenientes plataformas marinas, lagos, pantanos
cias de rocas distintivas. Se pueden de la desintegración de rocas previas, ribereños y costaneros, entre otros.

Cortesía del U.S. Geological Survey / Woods Hole Science Center

Sedimentos acumulados en la planicie del río Paraná. Transporte de sedimentos desde un área de montañas hacia el
mar a través de glaciares en la Antártida.


ROCAS PARTICULARES

Existe otro tipo de rocas cobre, el molibdeno, el explotables, luego de resedimentación a causa
que merece ser descripto, manganeso, el plomo, el su concentración por de cambios en la tempe-
no por su ocurrencia en la zinc, el níquel, el cobalto, medio de agentes natu- ratura y en las propieda-
Tierra, la cual es relativa- el mercurio y el arsénico. rales. El proceso principal des químicas del agua que
mente despreciable, sino Si bien estos minerales que las provoca es su los transporta, como la
por su interés económico resultan muy conocidos redistribución por medio acidez y el contenido de
y energético. Ciertos debido a su valor econó- de corrientes de aguas oxígeno. Estas aguas pue-
minerales, algunos de mico, constituyen verda- calientes (hidroterma- den originarse a partir de
ellos correspondientes a deras rarezas en la Tierra, lismo). la deshidratación de mag-
elementos puros, son ya que están presentes Esto sucede a partir de la mas o a partir de agua de
concentrados anómala- en ciertas rocas en con- extracción de estos mine- lluvia y de deshielo calen-
mente en la corteza centraciones mínimas rales por disolución parcial tada en sectores volcáni-
terrestre. Ejemplos de ello y se hallan sólo en formas de rocas preexistentes, cos o en fracturas profun-
son el oro, la plata, el apreciables, y por lo tanto transporte en solución y das en las que se infiltra.

TECTÓNICA Y VIDA

S e estima que cada 200-300 Ma
los continentes colisionan y con-
forman una gran masa continental
continente representan áreas en las
que se desarrollan grandes masas gla-
ciarias que enfrían la atmósfera en
son efectivamente desagotados debido
al enorme tamaño de la masa conti-
nental. Estos "puntos calientes" final-
denominada "supercontinente", con forma directa y aumentan la reflectivi- mente provocan el endomamiento de
consecuencias catastróficas para la dad del planeta, disminuyendo la la superficie del supercontinente y la
vida. Una serie de efectos se desenca- retención de la radiación solar. El con- generación de grietas que derivan en
denan a partir de este proceso. gelamiento de gran parte del agua valles de fracturas, comenzando así el
Como resultado de la formación de continental provoca una disminución proceso de ruptura. Algunos de estos
un supercontinente, disminuyen drás- del agua fluvial y la generación de valles finalmente desarrollan fondos
ticamente las áreas de plataformas grandes desiertos interiores. En estos oceánicos y se reanuda el proceso de
marinas, en donde se concentra pre- desiertos se produce la evaporación del deriva continental, que conlleva a la
ferentemente la vida en los océanos, agua antes de llegar al mar, con la con- fragmentación del supercontinente.
al cerrarse los mares entre las piezas secuente precipitación de las sales Luego, los continentes resultantes de la
que colisionan. Además, las platafor- disueltas en el interior continental. desagregación se separan progresiva-
mas marinas quedan expuestas por Así, los mares reciben un menor aporte mente a lo largo de dos a tres centenas
fenómenos relacionados con la pérdi- salino durante estos períodos que de millones de años hasta encajar otra
da del calor interno de la Tierra, que afecta a gran parte de la vida marina. vez en una nueva configuración super-
se realiza más eficientemente a través Los supercontinentes son configura- continental. En cambio, cuando las
de la corteza oceánica, que es mejor ciones inestables en el tiempo. Una masas continentales se encuentran
conductora térmica que la corteza vez formados, apenas subsisten unas fragmentadas (períodos en los cuales
continental. De esta manera, el calor pocas decenas de millones de años. no existe un supercontinente), el calor
se acumula bajo el supercontinente, La inestabilidad supercontinental radi- interno del planeta se elimina princi-
que actúa como un gigantesco escudo ca en la forma en que el calor interno palmente a través del fondo de los
para la disipación térmica, lo que re- de la Tierra se elimina a través de la cor- océanos y de los volcanes. El calor que
sulta en un abovedamiento de la teza hacia la atmósfera. se acumula bajo los continentes se eli-
superficie. Así mismo, las montañas Al formarse un supercontinente, el mina en forma deficitaria por su super-
generadas en las múltiples zonas de calor acumulado en la base de la litós- ficie, ya sea por medio de los arcos
colisión que dieron origen al super- fera genera bolsones térmicos que no volcánicos y los volcanes relacionados

LA TIERRA 13

con plumas, o a lo largo de sus bordes, someros, prósperas para la vida, y ofre- este meteorito corresponderían a
ya que el calor fluye hacia la periferia de ció nuevas oportunidades evolutivas. estructuras mineralizadas de bacterias.
estos hasta encontrar corteza oceánica. Marte posee una baja gravedad debi-
El final del Paleozoico (hace 250 Ma) LA VIDA "COMPLEJA" do a su tamaño, lo cual, junto con su
estuvo marcado por la mayor extinción Y LA RAREZA DE LA TIERRA tenue atmósfera, favorecería que los
masiva de la historia de la Tierra, que impactos de grandes asteroides y co-
actuó tanto en el continente como en Muchos científicos parecen haber metas contra su superficie salpicaran
los mares. Las causas probables de esta comenzado a tener dudas acerca de la de esquirlas a la vecina Tierra.
crisis se asocian a la formación del últi- alta probabilidad de presencia de vida Los primeros indicios de vida en la
mo supercontinente de la historia "compleja" (multicelular) en el univer- Tierra aparecen en rocas del principio
terrestre, denominado Pangea. En ese so. La Tierra, tal como hemos visto, del Arqueozoico (3.600 a 2.500 Ma
momento, todas las masas continenta- que ha generado estos niveles de vida atrás). Hasta hace algunos años, las
les se unieron en una sola unidad; esto y los sostiene, parece reunir ciertas primeras evidencias de vida sin cues-
trajo aparejada la disminución de las características unicas respecto de tionar correspondían a restos pre-
áreas de plataforma, que afectó a la otros planetas. servados en rocas de 3.500 Ma de
vida marina que habitaba en ellas. En Sin embargo, varios investigadores antigüedad. Estos restos consisten su-
las partes centrales de Pangea, debido creen que la vida simple (de tipo micro- puestamente en estructuras llamadas
a la lejanía del mar, se formaron desier- biano), similar a la que habitó la Tierra estromatolitos, de origen organosedi-
tos en los que la temperatura fluctuaba durante gran parte de su historia (pro- mentario, que hoy en día se forman
entre extremos muy fríos y muy cálidos. bablemente desde hace 3.500 Ma mediante la acción de cianobacterias
La disminución de áreas habitables y hasta hace 600 Ma), podría ser alta- fotosintéticas. Junto con estas estruc-
los cambios climáticos de orden mayor mente probable en numerosos plane- turas se encontraron filamentos micro-
son las razones más convincentes tas del cosmos. A partir del hallazgo de biales celulares que fueron asignados
para las causas de esta extinción, que supuestos fósiles en un meteorito pro- al grupo de las cianobacterias, consti-
significó la desaparición del 95 % de cedente de Marte, algunos científicos tuyendo así los fósiles más antiguos
las especies existentes en ese momen- proponen que la vida pudo originarse conocidos. Pero actualmente está muy
to. Pangea comenzó a agrietarse en fuera de la Tierra, y que habría llegado discutida la validez de estas interpreta-
numerosos valles de fractura hace aquí y a Marte desde el espacio exte- ciones. Aparentemente, estos supues-
250 Ma y finalmente, hace 180 Ma, se rior en meteoritos y cometas. Los restos fósiles no corresponderían a restos
desintegró al desarrollarse completa- tos de organismos encontrados en celulares y, por otra parte, el origen
mente el océano Atlántico. En la actua-
lidad estamos transitando esta última
gran desintegración supercontinental
que no ha cesado aún, en la cual los
fragmentos que componían Pangea se
alejan unos de otros. Sudamérica se
está alejando de África a una veloci-
dad de 2 cm por año.
En contraposición con las extinciones
asociadas con la formación de super-
continentes, los períodos de fragmen-
tación parecen ser momentos óptimos
para la proliferación y diversificación
de la vida. Algunas teorías relacionan
el fenómeno conocido como "Explo-
sión del Cámbrico" (hace aproximada-
mente 540 Ma), que consistió en una
gran diversificación de formas de vida
animal, con la fragmentación de un
supercontinente llamado Rodinia que
existió al final del Proterozoico (hace
unos 900 Ma). Esta fragmentación,
ocurrida hace 700 Ma, generó un au-
mento considerable de áreas de mares


biogénico de los estromatolitos de como dióxido de carbono (CO2) me-
esta edad es dudoso. Las dudas res- diante los siguientes procesos: la respi-
EFECTO INVERNADERO
pecto de estos hallazgos se relacionan ración de organismos, la liberación de
con el debate que existe acerca de la gases a partir de erupciones volcánicas
La cantidad de CO2 libre en la Sin embargo, la energía presencia de oxígeno en la atmósfera y de manantiales, la alteración de rocas
atmósfera es uno de los fac- que emite la Tierra, que en esa época. formadas por compuestos de carbono
tores principales que deter- depende de su temperatura Los primeros restos indiscutibles de (rocas carbonáticas) expuestas durante
mina la temperatura en la superficial (alrededor de unos estromatolitos tienen una edad de la formación de cordilleras y, reciente-
superficie terrestre por medio 20 ºC), está desplazada hacia 2800 Ma (finales del Arqueozoico). El mente (en términos de la historia de la
del denominado efecto el espectro infrarrojo, que es oxígeno liberado por los organismos Tierra) la actividad industrial humana.
invernadero, fundamental el correspondiente a la radia- formadores de estromatolitos habría Por otra parte, el CO2 es extraído de la
para el mantenimiento de la ción de calor. Las radiaciones sido capturado en el agua de los océa- atmósfera mediante los procesos me-
vida en nuestro planeta, y se infrarrojas son absorbidas nos para la oxidación del hierro. De tabólicos de fotosíntesis por parte de
relaciona con el balance de diferencialmente por la esta manera, se depositaron centena- las plantas y las algas verdes, por la for-
las energías emitidas y absor- atmósfera en función de la res de metros de sedimentos conoci- mación de compuestos carbonáticos y
bidas por la Tierra. Todo concentración de ciertos dos como Formaciones Ferríferas por su disolución directa en el agua de
cuerpo emite un espectro de gases, en particular el CO2. Bandeadas, que constituyen la evi- mar en contacto con el aire. Parte del
radiaciones con diferentes De esta manera, a más dencia más contundente acerca de la CO2 contenido en el mar es utilizado
longitudes de onda que es CO2 atmosférico existirá una presencia de este gas en la atmósfera por organismos marinos para formar
característico de su tempera- dificultad mayor para la eli- para ese entonces. sus conchillas carbonáticas. Tras la
tura superficial. El Sol emite minación de la radiación Con el incremento de la liberación muerte de estos organismos, las con-
una gama de radiaciones que infrarroja reflejada por la de oxígeno, y al disminuir la cantidad chillas respectivas caen al fondo mari-
para la temperatura superfi- superficie terrestre hacia el de hierro potencialmente oxidable, la no y eventualmente son transportadas
cial que posee, alrededor de espacio, lo que producirá un atmósfera comenzó a enriquecerse hacia el manto astenosférico mediante
6.500 ºC, se ubica preferen- calentamiento paulatino de en este gas, lo que permitió que el proceso de subducción. Posterior-
temente en el rango del la superficie del planeta. Si muchos organismos evolucionaran mente se incorpora a los magmas que
espectro visible. La atmósfera no se produjera el efecto hacia formas capaces de respirar este alimentan los arcos volcánicos, y de
de la Tierra es en gran parte invernadero, la superficie de elemento. esa manera el carbono regresa a la
transparente al espectro visi- la Tierra no habría alcanza- Las primeras evidencias de células atmósfera.
ble de la radiación solar, por do la temperatura mínima microbianas aparecen en sedimentos Si se frenara la tectónica de placas,
lo que prácticamente toda la necesaria para la vida. de 2.000 Ma de antigüedad. Para los arcos volcánicos se extinguirían y
energía de la radiación solar entonces, el oxígeno había alcanzado el CO2 que estos proveen dejaría de
incide sobre la Tierra. el 1% del nivel actual, lo que permi- ser aportado a la atmósfera, lo que
tió el desarrollo de una delgada capa quebraría este equilibrio y se enfriaría
de ozono que protegía la superficie la Tierra.
terrestre de la radiación ultravioleta. Otro mecanismo de enfriamiento
Sin embargo, el mantenimiento de la atmosférico asociado con la caída de
vida "compleja" que subsecuente- la concentración de CO2 atmosférico
mente aparecería en la Tierra no estaría relacionado con el azar: debido
habría sido posible si ciertos ciclos vita- a la tectónica de placas, los continentes
les no hubieran estado regulados por habrían ocupado eventualmente posi-
la dinámica del planeta y si, además, ciones cercanas al ecuador. En estas cir-
ciertos efectos propios de su dinámica cunstancias, casi todas las áreas emer-
particular no hubieran ocurrido. gidas de la Tierra habrían tenido climas
extremadamente lluviosos típicos de
TECTÓNICA Y TEMPERATURA zonas tropicales. Un mecanismo de
remoción del CO2 atmosférico es a tra-
La tectónica de placas juega un papel vés de las aguas de lluvia, por lo que, si
decisivo en la regulación de la tempera- las precipitaciones persistieron larga-
tura superficial del planeta mediante el mente en el tiempo, las concentracio-
balance del ciclo del carbono. De esta nes de este gas habrían caido a nivel
manera contribuye a evitar las variacio- global. Finalmente, la coincidencia de
nes térmicas extremas que destruirían climas muy lluviosos en todos los conti-
la vida. El carbono llega a la atmósfera nentes del planeta pudo desencadenar,

LA TIERRA 15

tal como se cree que ocurrió hace gundo gran congelamiento del plane- geno a la atmósfera, lo cual habría
2.000 Ma y 770 Ma, respectivamente, ta, aparecieron los primeros organis- permitido el desarrollo de organismos
el congelamiento del planeta hasta lati- mos multicelulares (hace alrededor de mayor tamaño y complejidad.
tudes cercanas al ecuador. Los extre- de 600 Ma): la conocida fauna de Por otra parte, si no hubiera tectó-
mistas de esta teoría suponen que la Ediacara, que consiste en una aso- nica, no existirían mecanismos de
Tierra se convirtió en una bola de hielo ciación distintiva de organismos generación de grandes relieves mon-
en estas dos circunstancias, aniquilan- grandes, de cuerpo blando, que tañosos, por lo que el relieve terrestre
do casi toda la vida, y que esta habría caracteriza los estratos del final del sería paulatinamente arrasado por la
resistido mayormente en manantiales Proterozoico de todos los continen- erosión hasta el nivel del mar, y desa-
de aguas y fumarolas submarinas cer- tes, menos la Antártida. Algunos de parecerían las grandes cuencas fluvia-
canas a las dorsales centro-oceánicas. estos organismos, aparentemente, les. Consecuentemente, los interiores
Muy rápidamente, al haberse congela- fueron la raíz ancestral de la evolu- continentales serían invadidos por
do por completo el planeta e inhibirse ción posterior de algunos grupos de mares poco profundos o alojarían
las precipitaciones de agua de lluvia, el animales, mientras que otras formas grandes desiertos en los que se inhibi-
CO2 liberado por los volcanes no habría podrían representar un experimento ría la formación de selvas y bosques, y
sido transportado de la atmósfera a la de vida que fracasó. se restringiría la actividad fotosintética
superficie terrestre, y así habría aumen- La razón por la cual la vida florece- al mar. Adicionalmente, el campo mag-
tado su concentración, que produjo el ría en el planeta con posterioridad al nético confina la atmósfera terrestre,
calentamiento de la Tierra. En resumen, retiro de los hielos parecería relacio- evitando la erosión por el viento so-
la distribución instantánea de los conti- narse con una cadena de procesos. lar. Si la dinámica del núcleo externo
nentes, producto de su deriva, influiría Corrientes de mar ricas en nutrientes, terrestre cesara, la Tierra perdería su
en las concentraciones de CO2 y, por lo similares a las que se forman en la campo magnético y a raíz de ello
tanto, en la temperatura global. periferia de la Antártida actualmente, su atmósfera (como parece haber ocu-
Los momentos en los que la Tierra habrían generado un aumento en la rrido en Marte). Por último, el campo
se habría liberado de su casquete de cantidad de organismos fotosintetiza- magnético terrestre protege la vida
hielo parecerían ser momentos flore- dores de las aguas superficiales libera- conjuntamente con la atmósfera, y
cientes para la vida. Poco antes de cul- das del hielo. De esta manera se ambos son escudos reflectores de la
minar el Proterozoico y luego del se- incrementaría la incorporación de oxí- radiación ultravioleta.


ciados que expresan regularidades suposición se puede dar cuenta de evidencias a favor y en contra no es
EPISTEMOLOGÍA
en el mundo de los fenómenos. la información (magnética y gravi- sencilla. Otro tanto sucede con la
Agustín Adúriz-Bravo
En toda teoría se puede ver un métrica) de que se dispone. interpretación de la naturaleza de
núcleo de conocimiento que es También se habla de teorías los estromatolitos: un mismo "da-
Cuando los epistemólogos se de- fundamental y no puede ser cues- "fronterizas" para designar el to" puede leerse desde varias pos-
dicaron a analizar la estructura del tionado sin poner en peligro todo conocimiento en progreso, sobre el turas teóricas, a veces contradicto-
conocimiento científico, conside- el edificio conceptual. En este tex- que aún no hay consenso entre rias. Por ello hablamos de una cons-
raron la teoría como la "unidad" to se habla de la aparición de la todos los científicos. Por ejemplo, trucción del hecho científico, reali-
que, a modo de ladrillo, conforma tectónica de placas como un cam- en el momento de su surgimiento, zada desde el marco de la teoría.
el edificio de las ciencias. Desde su bio de paradigma; con ello se la idea de la deriva continental Una teoría permite explicar los
significado más literal, una teoría quiere significar que las teorías podía ser considerada una "conje- fenómenos encadenando hechos
científica constituye una visión anteriores sobre la estructura y la tura audaz", dada la escasez de mediante mecanismos causales.
del mundo. Es decir que los cientí- dinámica de la Tierra fueron des- evidencia para sostenerla. Con la Así, la presencia de dióxido de car-
ficos, por medio de las teorías, in- cartadas al ponerse en duda su introducción de nuevos hechos bono en la Tierra en la proporción
terpretan la información que núcleo de suposiciones básicas. científicos (la simetría de las ban- adecuada para las formas de vida
proviene de la realidad, transfor- Fuera del núcleo, otros elementos das magnéticas a ambos lados de complejas puede ser explicada con
mándola en hechos científicos. de la teoría están en constante la dorsal centro-océanica) mirados el apoyo de un modelo geológico.
Mediante la teoría se seleccio- revisión con el fin de "perfeccio- desde la teoría geofísica, las ideas La teoría también nos permite pre-
nan y conectan evidencias, se narlos", es decir, de ajustarlos cada de Wegener son rescatadas y decir qué sucedería si se alteraran
interviene en el mundo, se genera vez más a las evidencias que se van cobran aceptación generalizada en las condiciones actuales del plane-
lenguaje especializado. obteniendo. Hablamos de modelos la comunidad científica. La idea de ta: "Si la dinámica del núcleo
Una teoría representa una orga- para referirnos a estas explicacio- la procedencia extraterrestre de la externo cesara, la Tierra perdería
nización particular del conocimien- nes hipotéticas, por ejemplo, cuan- vida en nuestro planeta es otra de su campo magnético y su atmós-
to, sumamente elaborada y com- do se le atribuye una determinada estas teorías fronterizas: constituye fera". Estas son, entonces, las dos
pleja. La teoría es una auténtica red estructura interna a algún planeta una explicación válida, pero compi- funciones principales de la teoría
de conceptos conectados en enun- del Sistema Solar, porque con esta te con otras, y la evaluación de las científica: explicar y predecir.

Bibliografía Strain, P. y F. Engle: Looking at Earth, Atlanta, Turner, 1996.
Briggs, D., P. Smithson, K. Addison y K. Atkinson: Fundamentals of the Tarbuck, E. y F. Lutgens: Ciencias de la Tierra, Madrid, Prentice Hall, 2000.
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Gould, S. J.: "La evolución de la vida en la Tierra", Investigación
y Ciencia, diciembre de 1994. Agradecimientos
Lowrie, W.: Fundamentals of Geophysics, Cambridge, Cambridge El equipo de Publicaciones de la Dirección Nacional de Gestión Curricular
University Press, 1997. y Formación Docente agradece a las siguientes instituciones y personas
Murphy, B. y D. Nance: Earth Science Today, Pacific Groove, Brooks/Cole- por permitirnos reproducir material fotográfico y colaborar en la docu-
Wadsworth, 1999. mentación de imágenes: Earth Sciences and Image Analysis Laboratory,
Pickering, K. T. y L. A. Owen: An introduction to Global Environmental NASA Johnson Space Center (EE.UU.); Space Environment Center, NOAA
Issues, Nueva York, Routledge, 1997. (EE.UU.); NOAA- National Geophysical Data Center (EE.UU.); NASA/
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