La deriva continental es la teoría , que se originó a principios del siglo XX, de que los continentes de la Tierra se mueven o derivan unos con respecto a otros a lo largo del tiempo geológico. [1] Desde entonces, la teoría de la deriva continental ha sido validada e incorporada a la ciencia de la tectónica de placas , que estudia el movimiento de los continentes a medida que se desplazan sobre las placas de la litosfera de la Tierra . [2]
La especulación de que los continentes podrían haberse "desplazado" fue propuesta por primera vez por Abraham Ortelius en 1596. Un pionero de la visión moderna del movilismo fue el geólogo austríaco Otto Ampferer . [3] [4] El concepto fue desarrollado de forma independiente y más completa por Alfred Wegener en su publicación de 1915, "El origen de los continentes y los océanos". [5] Sin embargo, en ese momento su hipótesis fue rechazada por muchos por falta de cualquier mecanismo motriz. En 1931, el geólogo inglés Arthur Holmes propuso la convección del manto como ese mecanismo.
Abraham Ortelius (Ortelius 1596), [6] Theodor Christoph Lilienthal (1756), [7] Alexander von Humboldt (1801 y 1845), [7] Antonio Snider-Pellegrini (Snider-Pellegrini 1858) y otros habían notado anteriormente que las formas de los continentes en lados opuestos del Océano Atlántico (sobre todo, África y Sudamérica) parecen encajar entre sí. [8] WJ Kious describió los pensamientos de Ortelius de esta manera: [9]
Abraham Ortelius en su obra Thesaurus Geographicus... sugirió que las Américas fueron "arrancadas de Europa y África... por terremotos e inundaciones" y continuó diciendo: "Los vestigios de la ruptura se revelan si alguien presenta un mapa del mundo y considera cuidadosamente las costas de los tres [continentes]".
En 1889, Alfred Russel Wallace comentó: "Anteriormente era una creencia muy general, incluso entre los geólogos, que las grandes características de la superficie de la Tierra, no menos que las más pequeñas, estaban sujetas a mutaciones continuas, y que durante el curso del tiempo geológico conocido, los continentes y los grandes océanos habían, una y otra vez, cambiado de lugar entre sí". [10] Cita a Charles Lyell diciendo: "Los continentes, por lo tanto, aunque permanentes durante épocas geológicas enteras, cambian sus posiciones por completo en el curso de las eras". [11] y afirma que el primero en poner esto en duda fue James Dwight Dana en 1849.
En su Manual de geología (1863), Dana escribió: "Los continentes y océanos tenían su contorno o forma general definidos en los tiempos más remotos. Esto ha sido probado con respecto a América del Norte a partir de la posición y distribución de los primeros estratos del Silúrico Inferior , los de la época de Potsdam . Los hechos indican que el continente de América del Norte tenía su superficie cerca del nivel de la marea, parte por encima y parte por debajo de ella (p. 196); y probablemente se probará que ésta era la condición también en el tiempo primordial de los otros continentes. Y, si los contornos de los continentes estaban marcados, se deduce que los contornos de los océanos no lo estaban menos". [13] Dana fue enormemente influyente en América (su Manual de mineralogía todavía se imprime en forma revisada) y la teoría llegó a ser conocida como la teoría de la permanencia . [14]
Esto pareció confirmarse con la exploración de los fondos marinos profundos realizada por la expedición Challenger , 1872-1876, que mostró que, contrariamente a lo esperado, los desechos terrestres arrastrados por los ríos hasta el océano se depositan comparativamente cerca de la costa en lo que ahora se conoce como la plataforma continental . Esto sugirió que los océanos eran una característica permanente de la superficie de la Tierra, en lugar de haber "cambiado de lugar" con los continentes. [10]
Eduard Suess había propuesto un supercontinente Gondwana en 1885 [15] y el océano de Tetis en 1893, [16] asumiendo un puente de tierra entre los continentes actuales sumergido en forma de geosinclinal , y John Perry había escrito un artículo en 1895 proponiendo que el interior de la Tierra era fluido y estando en desacuerdo con Lord Kelvin sobre la edad de la Tierra. [17]
Aparte de las especulaciones anteriores mencionadas anteriormente, la idea de que los continentes americanos habían formado una vez una única masa continental con Eurasia y África fue postulada por varios científicos antes del artículo de Alfred Wegener de 1912. [5] Aunque la teoría de Wegener se formó de forma independiente y era más completa que las de sus predecesores, Wegener más tarde atribuyó ideas similares a varios autores anteriores: [18] [19] Franklin Coxworthy (entre 1848 y 1890), [20] Roberto Mantovani (entre 1889 y 1909), William Henry Pickering (1907) [21] y Frank Bursley Taylor (1908). [22]
La similitud de las formaciones geológicas de los continentes australes había llevado a Roberto Mantovani a conjeturar en 1889 y 1909 que todos los continentes habían estado unidos en un supercontinente ; Wegener notó la similitud de los mapas de Mantovani y los suyos de las posiciones anteriores de los continentes australes. En la conjetura de Mantovani, este continente se rompió debido a la actividad volcánica causada por la expansión térmica , y los nuevos continentes se alejaron unos de otros debido a una mayor expansión de las zonas de resaca, donde ahora se encuentran los océanos. Esto llevó a Mantovani a proponer una teoría de la Tierra en expansión , ahora desacreditada . [23] [24] [25]
La deriva continental sin expansión fue propuesta por Frank Bursley Taylor , [26] quien sugirió en 1908 (publicado en 1910) que los continentes se movieron a sus posiciones actuales por un proceso de "arrastre continental", [27] [28] proponiendo más tarde un mecanismo de aumento de las fuerzas de marea durante el Cretácico que arrastraron la corteza hacia el ecuador. Fue el primero en darse cuenta de que uno de los efectos del movimiento continental sería la formación de montañas, atribuyendo la formación del Himalaya a la colisión entre el subcontinente indio con Asia. [29] Wegener dijo que de todas esas teorías, la de Taylor era la que tenía más similitudes con la suya. Durante un tiempo, a mediados del siglo XX, la teoría de la deriva continental se denominó "hipótesis de Taylor-Wegener". [26] [29] [30] [31]
Alfred Wegener presentó por primera vez su hipótesis a la Sociedad Geológica Alemana el 6 de enero de 1912. [5] Propuso que los continentes alguna vez habían formado una única masa terrestre, llamada Pangea , antes de separarse y desplazarse hasta sus ubicaciones actuales. [32]
Wegener fue el primero en utilizar la frase "deriva continental" (1912, 1915) [5] [18] ( en alemán : "die Verschiebung der Kontinente" ) y en publicar la hipótesis de que los continentes se habían "desplazado" de alguna manera. Aunque presentó mucha evidencia de la deriva continental, no pudo proporcionar una explicación convincente de los procesos físicos que podrían haber causado esta deriva. Sugirió que los continentes se habían separado por la pseudofuerza centrífuga ( Polflucht ) de la rotación de la Tierra o por un pequeño componente de la precesión astronómica , pero los cálculos mostraron que la fuerza no era suficiente. [33] La hipótesis de Polflucht también fue estudiada por Paul Sophus Epstein en 1920 y se encontró que era improbable.
Aunque hoy en día se acepta, e incluso con una minoría de defensores científicos a lo largo de las décadas, la teoría de la deriva continental fue rechazada en gran medida durante muchos años, y las pruebas a su favor se consideraron insuficientes. Un problema era que faltaba una fuerza impulsora plausible. [1] Un segundo problema era que la estimación de Wegener de la velocidad del movimiento continental, 250 cm/año (100 pulgadas/año), era inverosímilmente alta. [34] (La tasa actualmente aceptada para la separación de las Américas de Europa y África es de aproximadamente 2,5 cm/año (1 pulgada/año).) [35] Además, Wegener fue tratado con menos seriedad porque no era geólogo. Incluso hoy en día, los detalles de las fuerzas que impulsan las placas son poco conocidos. [1]
El geólogo inglés Arthur Holmes defendió la teoría de la deriva continental en una época en la que estaba muy pasada de moda. En 1931 propuso que el manto de la Tierra contenía células de convección que disipaban el calor producido por la desintegración radiactiva y desplazaban la corteza en la superficie. [36] Su obra Principles of Physical Geology , que termina con un capítulo sobre la deriva continental, se publicó en 1944. [37]
Los mapas geológicos de la época mostraban enormes puentes terrestres que abarcaban los océanos Atlántico e Índico para explicar las similitudes de la fauna y la flora y las divisiones del continente asiático en el período Pérmico, pero no daban cuenta de la glaciación en India, Australia y Sudáfrica. [38]
Hans Stille y Leopold Kober se opusieron a la idea de la deriva continental y trabajaron en un modelo geosinclinal "fijista" [39] con la contracción de la Tierra jugando un papel clave en la formación de orógenos . [40] [41] Otros geólogos que se opusieron a la deriva continental fueron Bailey Willis , Charles Schuchert , Rollin Chamberlin, Walther Bucher y Walther Penck . [42] [43] En 1939 se celebró una conferencia geológica internacional en Frankfurt . [44] Esta conferencia llegó a estar dominada por los fijistas, especialmente porque todos los geólogos especializados en tectónica eran fijistas excepto Willem van der Gracht. [44] Las críticas a la deriva continental y al movilismo fueron abundantes en la conferencia no solo por parte de los tectonicistas sino también desde perspectivas sedimentológicas (Nölke), paleontológicas (Nölke), mecánicas (Lehmann) y oceanográficas ( Troll , Wüst ). [44] [45] Hans Cloos , el organizador de la conferencia, también era un fijista [44] que junto con Troll sostenía la opinión de que, exceptuando el océano Pacífico, los continentes no eran radicalmente diferentes de los océanos en su comportamiento. [45] La teoría movilista de Émile Argand para la orogenia alpina fue criticada por Kurt Leuchs. [44] Los pocos drifters y movilistas en la conferencia apelaron a la biogeografía (Kirsch, Wittmann), la paleoclimatología ( Wegener, K ), la paleontología (Gerth) y las mediciones geodésicas (Wegener, K). [46] F. Bernauer equiparó correctamente Reykjanes en el suroeste de Islandia con la dorsal mesoatlántica , argumentando con esto que el fondo del océano Atlántico estaba experimentando una extensión al igual que Reykjanes. Bernauer pensó que esta extensión había alejado a los continentes sólo entre 100 y 200 km (60 y 120 mi), el ancho aproximado de la zona volcánica de Islandia . [47]
David Attenborough , que asistió a la universidad en la segunda mitad de la década de 1940, contó un incidente que ilustra la falta de aceptación de la teoría en ese momento: "Una vez le pregunté a uno de mis profesores por qué no nos hablaba de la deriva continental y me respondió, con desdén, que si podía demostrar que había una fuerza que podía mover los continentes, entonces podría pensar en ello. Me dijeron que la idea era una tontería". [48]
Incluso en 1953, apenas cinco años antes de que Carey [49] introdujera la teoría de la tectónica de placas , la teoría de la deriva continental fue rechazada por el físico Scheidegger por los siguientes motivos: [50]
Desde la década de 1930 hasta finales de la década de 1950, los trabajos de Vening-Meinesz , Holmes, Umbgrove y muchos otros esbozaron conceptos que eran cercanos o casi idénticos a la teoría moderna de la tectónica de placas. En particular, el geólogo inglés Arthur Holmes propuso en 1920 que las uniones de placas podrían estar debajo del mar , y en 1928 que las corrientes de convección dentro del manto podrían ser la fuerza impulsora. [51] Las opiniones de Holmes fueron particularmente influyentes: en su exitoso libro de texto, Principles of Physical Geology, incluyó un capítulo sobre la deriva continental, proponiendo que el manto de la Tierra contenía células de convección que disipaban el calor radiactivo y movían la corteza en la superficie. [52] [53] La propuesta de Holmes resolvió la objeción del desequilibrio de fases (el fluido subyacente se impedía solidificarse mediante el calentamiento radiactivo del núcleo). Sin embargo, la comunicación científica en los años 1930 y 1940 se vio obstaculizada por la Segunda Guerra Mundial , y la teoría aún requería trabajo para evitar naufragar en las objeciones de la orogenia y la isostasia . Peor aún, las formas más viables de la teoría predecían la existencia de límites de células de convección que se adentraban profundamente en la Tierra, algo que aún no se había observado. [ cita requerida ]
En 1947, un equipo de científicos dirigido por Maurice Ewing confirmó la existencia de una elevación en el océano Atlántico central y descubrió que el fondo marino debajo de los sedimentos era química y físicamente diferente de la corteza continental. [54] [55] A medida que los oceanógrafos continuaban batimetrizando las cuencas oceánicas, se detectó un sistema de dorsales oceánicas. Una conclusión importante fue que a lo largo de este sistema se estaba creando un nuevo fondo oceánico, lo que condujo al concepto de " Gran Grieta Global ". [56]
Mientras tanto, los científicos comenzaron a reconocer variaciones magnéticas extrañas en el fondo del océano utilizando dispositivos desarrollados durante la Segunda Guerra Mundial para detectar submarinos. [57] Durante la siguiente década, se hizo cada vez más claro que los patrones de magnetización no eran anomalías, como se había supuesto originalmente. En una serie de artículos publicados entre 1959 y 1963, Heezen, Dietz, Hess, Mason, Vine, Matthews y Morley se dieron cuenta colectivamente de que la magnetización del fondo del océano formaba patrones extensos similares a una cebra: una franja exhibiría polaridad normal y las franjas adyacentes invirtieron la polaridad. [58] [59] [60] La mejor explicación fue la "cinta transportadora" o hipótesis de Vine-Matthews-Morley . El nuevo magma de las profundidades de la Tierra se eleva fácilmente a través de estas zonas débiles y finalmente estalla a lo largo de la cresta de las dorsales para crear nueva corteza oceánica. La nueva corteza es magnetizada por el campo magnético de la Tierra, que sufre inversiones ocasionales . La formación de nueva corteza desplaza entonces la corteza magnetizada, como si fuera una cinta transportadora, de ahí el nombre. [61]
Sin alternativas viables para explicar las franjas, los geofísicos se vieron obligados a concluir que Holmes había tenido razón: las grietas oceánicas eran sitios de orogenia perpetua en los límites de las celdas de convección. [62] [63] En 1967, apenas dos décadas después del descubrimiento de las grietas mediooceánicas, y una década después del descubrimiento de las franjas, la tectónica de placas se había vuelto axiomática para la geofísica moderna.
Además, Marie Tharp , en colaboración con Bruce Heezen , quien inicialmente se mostró escéptico ante las observaciones de Tharp de que sus mapas confirmaban la teoría de la deriva continental, proporcionó una corroboración esencial, utilizando sus habilidades en cartografía y datos sismográficos, para confirmar la teoría. [64] [65] [66] [67] [68]
Al geofísico Jack Oliver se le atribuye el mérito de proporcionar evidencia sismológica que apoya la tectónica de placas que abarcó y reemplazó a la deriva continental con el artículo "Sismología y la nueva tectónica global", publicado en 1968, utilizando datos recopilados de estaciones sismológicas, incluidas las que instaló en el Pacífico Sur. [69] [70] La teoría moderna de la tectónica de placas , refinando a Wegener, explica que hay dos tipos de corteza de diferente composición: corteza continental y corteza oceánica , ambas flotando sobre un manto " plástico " mucho más profundo . La corteza continental es inherentemente más ligera. La corteza oceánica se crea en centros de expansión , y esto, junto con la subducción , impulsa el sistema de placas de manera caótica, lo que resulta en orogenia continua y áreas de desequilibrio isostático.
La evidencia del movimiento de los continentes sobre las placas tectónicas es ahora extensa. Se encuentran fósiles de plantas y animales similares alrededor de las costas de diferentes continentes, lo que sugiere que alguna vez estuvieron unidos. Los fósiles de Mesosaurus , un reptil de agua dulce bastante parecido a un pequeño cocodrilo, encontrado tanto en Brasil como en Sudáfrica , son un ejemplo; otro es el descubrimiento de fósiles del reptil terrestre Lystrosaurus en rocas de la misma edad en lugares de África , India y la Antártida . [71] También hay evidencia viva, con los mismos animales encontrados en dos continentes. Algunas familias de lombrices de tierra (como Ocnerodrilidae, Acanthodrilidae, Octochaetidae) se encuentran en América del Sur y África.
La disposición complementaria de los lados enfrentados de Sudamérica y África es una coincidencia obvia y temporal. En millones de años, la tracción de las placas , el empuje de las dorsales y otras fuerzas de la tectonofísica separarán y rotarán aún más esos dos continentes. Fue esa característica temporal la que inspiró a Wegener a estudiar lo que definió como deriva continental, aunque no vivió para ver su hipótesis aceptada de manera generalizada.
La amplia distribución de sedimentos glaciares del Pérmico-Carbonífero en América del Sur, África, Madagascar, Arabia, India, Antártida y Australia fue una de las principales pruebas de la teoría de la deriva continental. La continuidad de los glaciares, inferida a partir de estrías glaciares orientadas y depósitos llamados tillitas , sugirió la existencia del supercontinente de Gondwana , que se convirtió en un elemento central del concepto de deriva continental. Las estrías indicaban un flujo glaciar que se alejaba del ecuador y se dirigía hacia los polos, basándose en las posiciones y orientaciones actuales de los continentes, y respaldaban la idea de que los continentes del sur habían estado previamente en ubicaciones dramáticamente diferentes que eran contiguas entre sí. [18]
La incapacidad de Wegener para proporcionar una explicación adecuada de las fuerzas responsables de la deriva continental y la creencia predominante de que la Tierra era sólida e inamovible dieron como resultado el rechazo científico de sus teorías.
