La deriva continental es la hipótesis , originada a principios del siglo XX, de que los continentes de la Tierra se mueven o derivan entre sí a lo largo del tiempo geológico. [1] Desde entonces, la hipótesis de la deriva continental ha sido validada e incorporada a la ciencia de la tectónica de placas , que estudia el movimiento de los continentes mientras viajan sobre las placas de la litosfera de la Tierra . [2]
La especulación de que los continentes podrían haberse "derivado" fue planteada 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 la hipótesis fue rechazada por muchos por falta de algún mecanismo motivador. El geólogo inglés Arthur Holmes propuso más tarde la convección del manto para 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 señalado anteriormente que el Las formas de los continentes en lados opuestos del Océano Atlántico (sobre todo África y América del Sur) parecen encajar. [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 generalizada, incluso entre los geólogos, que las grandes características de la superficie de la Tierra, no menos que las más pequeñas, estaban sujetas a continuas mutaciones, y que durante el curso de los fenómenos conocidos En el tiempo geológico los continentes y los grandes océanos habían cambiado de lugar, una y otra vez, entre sí". [10] Cita a Charles Lyell diciendo: "Los continentes, por lo tanto, aunque permanentes durante épocas geológicas enteras, cambian completamente sus posiciones en el transcurso de las edades". [11] y afirma que el primero en poner en duda esto fue James Dwight Dana en 1849.
En su Manual de Geología (1863), Dana escribió: "Los continentes y océanos tenían su contorno o forma general definido en los primeros tiempos. Esto se ha demostrado con respecto a América del Norte a partir de la posición y distribución de los primeros lechos 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 (p.196), y probablemente se demostrará que esta era la condición en el tiempo primordial de los demás continentes también. Y, si los contornos de los continentes estaban marcados, se sigue que los contornos de los océanos no lo estaban menos". [13] Dana fue enormemente influyente en Estados Unidos (su Manual de Mineralogía todavía está impreso en forma revisada) y la teoría pasó a ser conocida como la teoría de la permanencia . [14]
Esto pareció ser confirmado por la exploración de los fondos marinos profundos realizada por la expedición Challenger , 1872-1876, que demostró que, contrariamente a lo esperado, los desechos terrestres arrastrados por los ríos al océano se depositan comparativamente cerca de la costa en lo que ahora es conocida como 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 Tetis en 1893, [16] suponiendo un puente terrestre entre los continentes actuales sumergidos en forma de geosinclinal , y John Perry había escrito un artículo en 1895 proponiendo que el El interior de la Tierra era fluido y no estaba de acuerdo con Lord Kelvin sobre la edad de la Tierra. [17]
Aparte de las especulaciones anteriores mencionadas anteriormente, la idea de que los continentes americanos alguna vez formaron una sola 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 luego 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 del continente austral había llevado a Roberto Mantovani a conjeturar en 1889 y 1909 que todos los continentes alguna vez estuvieron unidos en un supercontinente ; Wegener notó la similitud entre los mapas de Mantovani y los suyos propios sobre las antiguas posiciones de los continentes del sur. 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 ruptura, 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 fueron movidos a sus posiciones actuales mediante un proceso de "deslizamiento continental", [27] [28] proponiendo más tarde un Mecanismo de aumento de las fuerzas de marea durante el Cretácico que arrastra 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 al choque del subcontinente indio con Asia. [29] Wegener dijo que de todas esas teorías, la de Taylor 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] Su hipótesis era que los continentes alguna vez habían formado una sola masa terrestre, llamada Pangea , antes de dividirse y derivar a sus ubicaciones actuales. [32]
Wegener fue el primero en utilizar la frase "deriva continental" (1912, 1915) [5] [18] (en alemán "die Verschiebung der Kontinente" – traducida al inglés en 1922) y publicar formalmente la hipótesis de que los continentes tenían de alguna manera " distanciado. Aunque presentó muchas pruebas de la deriva continental, no pudo proporcionar una explicación convincente de los procesos físicos que podrían haber causado esta deriva. Sugirió que los continentes habían sido separados por la pseudofuerza centrífuga ( Polflucht ) de la rotación de la Tierra o por un pequeño componente de la precesión astronómica , pero los cálculos demostraron que la fuerza no era suficiente. [33] La hipótesis de Polflucht también fue estudiada por Paul Sophus Epstein en 1920 y resultó inverosímil.
Aunque ahora se acepta, la teoría de la deriva continental fue rechazada 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 fue que la estimación de Wegener de la velocidad del movimiento continental, 250 cm/año, era inverosímilmente alta. [34] (La tasa actualmente aceptada para la separación de América de Europa y África es de aproximadamente 2,5 cm/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 no se conocen bien. [1]
El geólogo inglés Arthur Holmes defendió la teoría de la deriva continental en una época en la que estaba profundamente pasada de moda. Propuso en 1931 que el manto de la Tierra contenía células de convección que disipaban el calor producido por la desintegración radiactiva y movían la corteza en la superficie. [36] Sus Principios de geología física , que terminan con un capítulo sobre la deriva continental, se publicaron en 1944. [37]
Los mapas geológicos de la época mostraban enormes puentes terrestres que cruzaban los océanos Atlántico e Índico para dar cuenta de las similitudes de fauna y flora y las divisiones del continente asiático en el período Pérmico, pero no tenían en cuenta las glaciaciones en la 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] en el que la contracción de la Tierra desempeñaba 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 los geólogos especializados en tectónica eran todos fijistas excepto Willem van der Gracht. [44] Las críticas a la deriva continental y al movilismo fueron abundantes en la conferencia no sólo por parte de los tectonicistas sino también desde las perspectivas sedimentológica (Nölke), paleontológica (Nölke), mecánica (Lehmann) y oceanográfica ( Troll , Wüst ). [44] [45] Hans Cloos , el organizador de la conferencia, también era un fijista [44] que, junto con Troll, sostenía que, excepto el Océano Pacífico, los continentes no eran radicalmente diferentes de los océanos en su comportamiento. [45] La teoría movilista de Émile Argand sobre la orogenia alpina fue criticada por Kurt Leuchs. [44] Los pocos vagabundos y movilizadores presentes 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 a Reykjanes en el suroeste de Islandia con la Cordillera del Atlántico Medio , argumentando con esto que el fondo del Océano Atlántico estaba experimentando una extensión al igual que Reykjanes. Bernauer pensó que esta extensión había desplazado los continentes a sólo 100-200 km de distancia, el ancho aproximado de la zona volcánica de Islandia . [47]
David Attenborough , que asistió a la universidad en la segunda mitad de los años 1940, relató un incidente que ilustraba su falta de aceptación entonces: "Una vez pregunté a uno de mis profesores por qué no nos hablaba de la deriva continental y me dijeron, con desdén, que "Si pudiera demostrar que existe una fuerza que puede mover continentes, entonces podría pensar en ello. La idea era pura fantasía, me informaron". [48]
Todavía 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 de 1950, los trabajos de Vening-Meinesz , Holmes, Umbgrove y muchos otros describieron 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 encontrarse bajo el 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 libro de texto más vendido, Principios de geología física, 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 fase (se evitó que el fluido subyacente se solidificara mediante el calentamiento radiactivo del núcleo). Sin embargo, la comunicación científica en las décadas de 1930 y 1940 se vio inhibida por la Segunda Guerra Mundial , y la teoría aún requería trabajo para evitar hundirse en las objeciones de la orogenia y la isostasia . Peor aún, las formas más viables de la teoría predijeron la existencia de límites de células de convección que se adentraban profundamente en la Tierra y que aún no se habían observado. [ cita necesaria ]
En 1947, un equipo de científicos dirigido por Maurice Ewing confirmó la existencia de un aumento en el Océano Atlántico central y descubrió que el suelo del lecho marino debajo de los sedimentos era química y físicamente diferente de la corteza continental. [54] [55] Mientras 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 llevó al concepto de " Gran Grieta Global ". [56]
Mientras tanto, los científicos comenzaron a reconocer extrañas variaciones magnéticas 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 los de una cebra: una franja exhibiría polaridad normal y las contiguas rayas de polaridad invertida. [58] [59] [60] La mejor explicación fue la "cinta transportadora" o hipótesis de Vine-Matthews-Morley . Nuevo magma procedente de las profundidades de la Tierra asciende fácilmente a través de estas zonas débiles y eventualmente entra en erupción a lo largo de la cresta de las dorsales para crear nueva corteza oceánica. La nueva corteza está magnetizada por el campo magnético de la Tierra, que sufre inversiones ocasionales . Luego, la formación de nueva corteza desplaza la corteza magnetizada, similar a 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 fisuras oceánicas eran sitios de orogenia perpetua en los límites de las células de convección. [62] [63] En 1967, apenas dos décadas después del descubrimiento de las fisuras en medio del océano, y una década después del descubrimiento de las franjas, la tectónica de placas se había convertido en un axiomático 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 haber proporcionado evidencia sismológica que respalda la tectónica de placas que abarcó y reemplazó la deriva continental con el artículo "Seismology and the New Global Tectonics", publicado en 1968, utilizando datos recopilados de estaciones sismológicas, incluidas las que estableció en el Pacífico Sur. . [69] [70] La teoría moderna de la tectónica de placas , refinada por Wegener, explica que hay dos tipos de corteza de diferente composición: la corteza continental y la corteza oceánica , ambas flotando sobre un manto " plástico " mucho más profundo. La corteza continental es inherentemente más ligera. La corteza oceánica se crea en los centros de expansión y esto, junto con la subducción , impulsa el sistema de placas de manera caótica, lo que resulta en una orogenia continua y áreas de desequilibrio isostático.
Actualmente hay muchas pruebas del movimiento de continentes sobre placas tectónicas. Se encuentran fósiles de plantas y animales similares en las costas de diferentes continentes, lo que sugiere que alguna vez estuvieron unidos. Los fósiles de Mesosaurus , un reptil de agua dulce parecido a un pequeño cocodrilo, que se encuentra 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 pruebas vivientes de que los mismos animales se encuentran 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 América del Sur y África es obvia pero es una coincidencia temporal. En millones de años, la atracción de losas , el empuje de las crestas 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 que su hipótesis fuera generalmente aceptada.
La amplia distribución de los sedimentos glaciares del Permo-Carbonífero en América del Sur, África, Madagascar, Arabia, India, la 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 estriaciones glaciales orientadas y depósitos llamados illitas , sugirió la existencia del supercontinente de Gondwana , que se convirtió en un elemento central del concepto de deriva continental. Las estrías indicaban un flujo glacial alejándose del ecuador y hacia los polos, basándose en las posiciones y orientaciones actuales de los continentes, y apoyaban la idea de que los continentes del sur habían estado previamente en lugares dramáticamente diferentes que eran contiguos 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.
