Existen diversas hipótesis sobre el futuro geológico de la Tierra y sobre qué aspecto tendrá ese nuevo mundo. La teoría de los ciclos supercontinentales explica que todos los continentes del planeta se reunificarán de nuevo, tal y como sucedió hace 335 millones de años, cuando el supercontinente Pangea era la única gran masa de tierra emergente. Es una cuestión de tiempo, pero ya sabemos que los continentes que hoy conocemos volverán a colisionar unos contra otros, aun cuando es posible que el ser humano no esté allí para presenciarlo.
Todo empieza en los océanos, concretamente en los márgenes que marcan el límite entre el fondo oceánico y los continentes.
Los ciclos de Wilson y los supercontinentes
Alfred Wegener, meteorólogo y geofísico, fue el primero en hablar, ya en 1912, de la existencia de un supercontinente, llamado Pangea (del griego “toda la tierra”), que albergaba toda la superficie terrestre hace más de 300 millones de años (Ma). Su observación derivó en lo que hoy conocemos como la teoría de placas.
50 años más tarde, Tuzo Wilson, geólogo canadiense, evidenció que el océano Atlántico se había abierto y cerrado en múltiples ocasiones a lo largo de la historia de la Tierra. Esto significaba que existía un ciclo de creación y destrucción de las grandes cuencas oceánicas, y a partir de entonces se le conoce como el ciclo de Wilson en su honor.
Estos ciclos describen la historia geológica de una cuenca oceánica, desde su nacimiento hasta su muerte, que acontece en tres fases: (1) Apertura y expansión; (2) colapso de los márgenes pasivos y desarrollo de zonas de subducción; y (3) retracción de la cuenca y cierre.
Estas fases bien diferenciadas pueden verse hoy en día en lugares como el valle del Rift africano y el Mar Rojo (1), las fosas oceánicas frente a las costas de Chile y Perú (2), que formaron la cordillera andina, y también en la cordillera del Himalaya (3). Este último ejemplo, representa el resultado del cierre del océano que existía entre las placas tectónicas de India y Eurasia.
Hasta ahora todo parece encajar: sabemos que las cuencas oceánicas se abren y se cierran periódicamente en intervalos de 400-500 Ma, y somos testigos de los procesos que dejaron huella en la Tierra. Sin embargo, aún queda por descubrir cómo se inician las zonas de subducción en los márgenes pasivos de los océanos.
El fin del Océano Atlántico
La litosfera oceánica se enfría gradualmente al separarse de la dorsal oceánica y se vuelve gravitacionalmente inestable. Cuando su edad es mayor de 10 Ma, su densidad media es más alta que la de la capa terrestre inferior, la astenosfera, lo que provoca el colapso y el hundimiento de la litosfera, creando así zonas de subducción. Esta sería la respuesta que buscamos sobre cómo un margen pasivo se convierte en uno activo.
El problema es que, para iniciar este hundimiento, la litosfera oceánica tiene que fracturarse en algún punto, lo que resulta especialmente difícil si tenemos en cuenta que la litosfera adquiere una mayor solidez con el paso de los años, mientras el océano se está expandiendo. Se requiere de una fuerza externa que fracture o debilite la solidez de la litosfera en los márgenes pasivos, un fenómeno de una magnitud tal como la de otras zonas de subducción o la colisión entre placas tectónicas.
Algunos investigadores han sugerido que la hidratación de la litosfera, o la erosión térmica propiciada por el ascenso del manto, podrían ayudar a debilitar su estructura o composición. Pero esto parece improbable, ya que de ser así podríamos encontrar zonas de subducción en cualquier punto del Atlántico.
Por el contrario, se piensa que la subducción se desencadena por la transmisión del estrés en los límites de las placas tectónicas. Las cuencas oceánicas están conectadas entre sí en algún punto, y si existen zonas de subducción activas en estos lugares, serán susceptibles de propagarse hacia los márgenes pasivos. Esta es la teoría que se contempla para explicar el origen de la subducción en los arcos de Escocia en el Atlántico sur, y las Antillas Menores en el Mar Caribe. A este fenómeno de propagación del estrés mecánico entre placas tectónicas se le da el nombre de subducción invasiva (subduction invasion).
A pesar de que la litosfera de los márgenes pasivos sea una superficie muy estable, la subducción invasiva sería la responsable de que no tuviésemos registros de litosfera oceánica con una edad mayor de 180 Ma en el planeta (Bradley, 2008). Ni registros actuales ni geológicos.
La hipótesis de la flotabilidad
La tendencia natural de la litosfera oceánica en los márgenes pasivos es el hundimiento, pero esta tendencia por sí sola no es suficiente para romper la estructura litológica de la capa: se requiere una fuerza externa o un mecanismo de debilitamiento. De no ser así, la subducción se produciría espontáneamente en los márgenes pasivos debido a la diferencia de densidad entre esta capa y la astenosfera, como hemos mencionado antes.
Una vez que esta barrera es superada, el proceso de subducción puede ser irreversible y expandirse a lo largo de la litosfera oceánica. Personalmente, me gusta poner el ejemplo de la naranja para ilustrar este fenómeno:
Si tratamos de pelar una naranja con nuestras manos, será complicado levantar el primer trozo de cáscara al principio, porque la capa exterior forma una protección continua y bien estructurada. Sin embargo, la resistencia de la cáscara es mucho menor cuando hemos encontrado una fisura y tenemos una porción de la que ir tirando hasta quitar casi sin esfuerzo el resto de la envoltura. Grosso modo, esto es lo que pasa con la litosfera en los márgenes pasivos.
Cuando la subducción ha invadido una cuenca oceánica de gran longevidad, el sistema probablemente se propagará y el océano podría entrar en su fase de contracción y cierre. Lo único que podría evitar esta contracción sería que la dorsal oceánica tuviese un ritmo de creación de litosfera igual o mayor que el ritmo de destrucción en las zonas de subducción. De lo contrario, la dorsal se verá arrastrada junto con el resto de la litosfera hacia los márgenes activos y desaparecería, como sucedió en el Océano Pacífico.
Este proceso de cierre propicia la aproximación de las masas continentales, lo que quiere decir que América y Asia parecen destinadas a colisionar. El hecho de que el Pacífico no se haya cerrado todavía parece responder al simple hecho de que era el único océano (conocido como Pantalasa) que rodeaba Pangea y, dadas sus dimensiones, la fase de retracción aún no ha tenido tiempo de finalizar.
El eslabón débil
Aplicando la hipótesis de la flotabilidad, parece evidente que la litosfera oceánica más antigua (>100 Ma) es el área más susceptible de hundirse en las profundidades del manto. Pero ya os habréis dado cuenta de que en este tema nada es tan sencillo, porque la solidez y la resistencia que adquiere esta litosfera durante sus primeros 100 Ma exige que el nivel de energía para iniciar la subducción sea muy difícil de alcanzar.
Esto abre la puerta de un segundo escenario: que la litosfera realmente susceptible de iniciar la subducción tenga una edad mediana o joven, es decir, entre 20-100 Ma. Atendiendo a esta premisa, podríamos explicar cómo se formaron los arcos de Escocia y las Antillas Menores, e incluso anticipar potenciales áreas de subducción, como el suroeste (SO) de la Península Ibérica.
El arco de Gibraltar amenaza el Océano Atlántico
Recapitulando, los márgenes de la cuenca atlántica se describen a menudo como el paradigma del margen pasivo. No obstante, existen al menos dos regiones donde la litosfera oceánica está siendo consumida por las zonas de subducción: los ya mencionados arcos de Escocia y las Antillas Menores. Posiblemente, su origen se debe a la transmisión del estrés generado por otras zonas de subducción en las placas tectónicas colindantes (la subducción invasiva de la que hablábamos).
Según los modelos numéricos de Moresi (2014), es muy probable que ambos arcos se propaguen lateralmente hacia el norte, siguiendo los márgenes pasivos, donde la tendencia de la litosfera a hundirse es mayor. Una vez iniciado el proceso de subducción, la litosfera envejecida y fortalecida tras más de 100 Ma no podrá oponer resistencia y se verá arrastrada hacia el interior del manto.
El arco de Gibraltar es el tercer lugar del Atlántico donde se espera que aparezca una nueva zona de subducción. Se espera que las fallas de cabalgamiento estructural en el margen SO de la península Ibérica se propaguen hacia el Atlántico y favorezcan la creación de un nuevo margen activo en las proximidades de las costas portuguesas. Además, esta reactivación del margen pasivo se vería reforzado por las últimas fases de la colisión entre las placas africana y euroasiática.
La sismicidad de la región añade más solidez a esta hipótesis, pues se trata de un agente externo que contribuiría a debilitar la litosfera oceánica. Cabe recordar que la magnitud de algunos terremotos registrados históricamente ha sido muy elevada, como podemos constatar en los terremotos de Lisboa en 1969 y en 1755 (este último casi destruye la ciudad).
También se han considerado otros lugares cercanos con potencial para albergar el inicio de la reactivación, concretamente frente a la costa asturiana en el golfo de Vizcaya, pero los análisis geológicos lo han descartado debido a que este sistema permanece inactivo desde la edad Burdigaliense (Mioceno, hace 20 Ma).
Por lo tanto, el SO de la península Ibérica, junto con los arcos de Escocia y las Antillas Menores, podrían ser el origen de un nuevo sistema de subducción a gran escala que desembocaría en la contracción de la cuenca oceánica que conocemos, y en la formación de un nuevo supercontinente.
Superciclos y supercontinentes
Mientras los ciclos de Wilson abarcan el lapso de tiempo desde la apertura de un nuevo océano hasta su cierre, los superciclos (o ciclos supercontinentales) se sitúan en un nivel superior, en este caso hablamos del tiempo que transcurre desde la fragmentación de un supercontinente hasta que las grandes masas de tierra vuelven a unirse para formar uno nuevo. Se creía que este periodo rondaba los 400-600 Ma, pero en la última década se ha reconocido que son menos frecuentes.
Estimar su periodicidad resulta complejo, ya que ni la fragmentación ni las colisiones entre continentes son instantáneas, si no que prolongan durante millones de años e incluso se puede solapar entre ellas. Además, sólo disponemos de modelos numéricos para experimentar y observar su comportamiento.
Por otro lado, existe cierto debate a la hora de definir qué es un supercontinente (al igual que ocurre con el concepto de continente). Generalmente, nos referimos a la agrupación de todas o la gran mayoría de las tierras emergidas en una gran masa continental. Por ejemplo, hay un acuerdo amplio para definir a Pangea (hace 250 Ma) y Rodinia (1.1 Ga) como tales, pero algunos autores también consideran que Gondwana (600 Ma) era un supercontinente, a pesar de no con cumplir con el requisito de aunar la gran mayoría de masas continentales emergentes que existían en aquella época (Laurentia, Siberia y Báltica). Como alternativa, se propone que Gondwana sea clasificado como megacontientente.
El resultado final: Aurica
Una clásica discusión entre geólogos se centra en concluir qué océano será el próximo en cerrarse: el Atlántico o el Pacífico. En función de la respuesta dada, las placas tectónicas se verán sometidas a diferentes fuerzas y se moverán en consecuencia para acabar formando el próximo supercontinente.
La primera propuesta de supercontinente deriva del cierre del Océano Pacífico a expensas de la creciente expansión del Atlántico, que llegaría a ser el inmenso océano que rodease todo el supercontinente, denominado Novopangea (Roy Livermore en la BBC, y Nield, 2007). Australia y la Antártida se desplazarían hacia el norte para acabar ensambladas entre las américas y Eurasia. Europa quedaría como el punto más septentrional del globo.
En la siguiente hipótesis se argumenta lo contrario: sostiene que el Atlántico sería el océano que se cerrase mientras el Pacífico vuelve a expandirse, hasta llegar a una versión similar a la de Pangea hace 250 Ma, pero esta vez dejando al Océano Índico como mar interior. Esta propuesta recibe el nombre de Pangea Última, Neopangea, o Pangea II (Scotese, 2007).
Una tercera hipótesis prevé que las placas de Norteamérica y Eurasia migren hacia el norte para encontrarse en el Polo Norte, seguidos del resto de los continentes excepto la Antártida, que permanecería en el Polo Sur. De nuevo, el Océano Pacífico se contraería hasta su desaparición mientras el Atlántico se convertiría en el gran océano circundante. El nombre que recibe este supercontinente es Amasia (Hoffman, 1997).
Los tres modelos presuponen que el Pacífico, el Atlántico, o ambos continuarán creciendo durante unos 100-400 Ma, dejando tras de sí una litosfera oceánica de hasta 600 Ma, y como hemos visto anteriormente, esto parece improbable.
Pero, ajustándonos a la información aportada hasta ahora sobre la longevidad de la litosfera oceánica, podemos considerar una opción alternativa en la que ambos océanos podrían cerrarse simultáneamente, lo que deriva en una nueva propuesta para la configuración del próximo supercontinente: Aurica.
¿Cómo se formará Aurica?
Naturalmente, este escenario sólo es posible si consideramos la expansión de una o más cuencas oceánicas, como por ejemplo el Océano Índico, un futuro océano inter-africano en el valle del Rift, o una nueva dorsal oceánica que se desarrolle en las proximidades de la Antártida. También sería necesario que Eurasia se dividiese mediante un rift, al igual que está sucediendo en África. Esta situación podría ser generada por el colapso gravitacional de la meseta del Tíbet y su propagación por las fosas tectónicas existentes en Asia (como ya ocurrió en el nacimiento del Atlántico), hasta conectar con la dorsal mesoártica, conocida como dorsal Gakkel.
En unos 20 Ma, América del Sur se separará de su mitad norte para rotar ligeramente y desplazarse hacia el norte junto con Australia. Mientras, las zonas de subducción, que se habrán propagado en mayor medida en el margen oeste del Atlántico, propiciarán una asimetría en el cierre del océano y, por lo tanto, la nueva Euráfrica se verá arrastrada por este movimiento. Por otro lado, la subducción invasiva se extendería desde el arco de Escocia hasta la Antártida, que será forzada a rotar hacia el norte hasta colisionar con el borde occidental de América del Sur.
Dentro de 150 Ma, el Océano Pacífico se habrá convertido en un mar interior, considerablemente más pequeño, y Euráfrica se habrá separado por completo de Asia. Los océanos Índico y Antártico se expandirán hasta convertirse en un nuevo superocéano.
Teniendo en cuenta la velocidad media de las placas tectónicas en el presente, el nuevo supercontinente podría estar plenamente formado en unos 300 Ma. La imagen definitiva dejaría a Australia y América en el centro de la reunificación continental, y por eso los autores del artículo en el que se basa este texto (Duarte et. al., 2018) han propuesto que el nombre del futuro supercontinente sea Aurica.
Fuentes:
Duarte, Joao & Schellart, Wouter & Rosas, Filipe. (2018). The future of Earth’s oceans: consequences of subduction initiation in the Atlantic and implications for supercontinent formation. Geological Magazine. 155. 10.1017/S0016756816000716.
https://www.sciencemag.org/news/2012/02/meet-amasia-next-supercontinent
