¿Originaron los procesos de erosión a gran escala la tectónica de placas?
Tectónica de placas y denudación continental. Fuente: Colaje google imágenes
La prensa científica ofrece noticias tan fascinantes como equívocas. Aunque no creo que sea el caso, francamente se asemeja a un empeño desenfrenado, tanto de los periodistas y gabinetes de prensa, como por parte de los propios investigadores con sus problemas y necesidad de auto-marketing en su promoción científica, Pues sí, el título, más o menos, es fiel reflejo de la noticia, aunque los autores, a la postre, indican que la erosión de la superficie terrestre (geodinámica externa) pudiera tener tanta importancia como la dinámica que ocultan bajo ella (geodinámica interna) en los movimientos de las placas continentales. Ya hemos hablado en algunos post incluidos en la categoría Historia de la Tierra y de los suelos acerca de estos temas. Veamos: podríamos ser más serios y reemplazar el título de la noticia por el de: “El ciclo de denudación continental condiciona la tectónica de placas”. Sin embargo, desde hace más de medio siglo, se ha argumentado que La Tierra puede haber sufrido varios cambios de estilo tectónico” producidos por la vida y la geodinámica externa. También queda aún por aclarar ese fascinante Ciclo de Wilson, por el cual los continentes se separan y vuelven a reunirse en un supercontinente repetidamente. Vean la misma noticia que he traducido personalmente de un noticiero anglosajón, en otro en español: “Sedimentos lubricantes fueron claves para iniciar la deriva continental”. Como mucho podríamos alegar que “pudieron” ser determinantes en uno de esos “cambios de estilo”, pero no más. La razón es trivial. Cuando un material muy caliente tiene como frontera otro mucho más frío, la difusión del calor hacia la superficie no basta, iniciándose un proceso denominado convención, e incluso se han formulado ecuaciones matemáticas aceptadas y contrastadas que dan cuenta de ello. De hecho, ocurre por doquier, como en las circulaciones atmosféricas y oceánicas. En consecuencia la novedad de la noticia estribaría en…… ¿qué? Actualmente, a diferencia de decenios atrás, cuando no se disponía de una gran capacidad de cómputo y un arsenal de algoritmos “ad hoc” con vistas a jugar con modelos de simulación, se lanzaba la conjetura hasta que pudiera ser probada. Pero no nos engañemos, los modelos «cantan de forma variopinta, en función de las premisas que los investigadores incluyan y los datos con que se alimenten sus modelitos informáticos. Empero en busca de fama y gloria, actualmente nos olvidamos que muchas novedades no dejan de ser vino viejo en nuevas botellas. De hecho, el final de la nota de prensa se me antoja hilarante: “(…)” Se necesitan más datos geoquímicos con vistas a corroborar la hipótesis (….) «se requerirá la construcción de nuevos tipos de modelos que vinculen estrechamente los procesos profundos de la Tierra y la superficie«. Parece ser que soslayamos que la ciencia actual todavía no ha alcanzado modelos fiables sobre el cambio climático, por lo que la espera hasta que logremos diseñar otros que logren tamaña proeza, se me antoja muy, pero que muy lejana. Es decir, como mínimo tardaremos varios decenios. Los autores de esta audaz noticia, podrán posiblemente pasar a mejor vida antes de que se refute su fabulosa hipótesis. ¡Un momento!. ¿Habéis leído esta otra noticia, que da cuenta de un trabajo publicado con un año de anterioridad?: “La vida en la Tierra influye en la deriva de los continentes”. Por favor, abordar este apasionante relato, que os mostrará que, ni tan inquiera se trata de un estudio atrevido, sino otra variante sobre de un mismo monólogo. Reitero que los resultados de los modelos aun siendo razonables, no tienen por qué ser ciertos. Tampoco lo son las coincidencias en el tiempo que podréis leer abajo, ya que, pueden ser eso: “simples coincidencias” y en términos estadísticos lo que se denominan correlaciones espurias.
Reitero que el relato es hermoso, pero de ahí a que sea corroborado algún día, dista un abismo.
Os dejo pues ya con la noticia.
Juan José Ibáñez
Continua……
‘Lubricating’ sediments were critical in making the continents move
by Staff Writers
Potsdam, Germany (SPX) Jun 06, 2019
Plate tectonics is a key geological process on Earth, shaping its surface, and making it unique among the planets in the Solar System. Yet, how plate tectonics emerged and which factors controlled its evolution remains controversial.
Now, Stephan V. Sobolev from the German Research Centre for Geosciences GFZ and the University of Potsdam and Michael Brown from the University of Maryland take a new approach to solving this riddle. In a study published in the journal Nature, they propose that natural lubrication by debris from surface erosion was crucial in starting and maintaining plate tectonics.
Since the 1960s it is known that plate tectonics is driven by so-called deep mantle convection, a process that stirs the hotter and colder matter inside Earth according to the laws of thermodynamics. Therefore, according to common thinking, plate tectonics must depend only on so-called deep-Earth processes.
A likely control mechanism in this process was the cooling of the Earth’s mantle. Stephan V. Sobolev and Michael Brown recognize that this process is important, but suggest that surface erosion events were at least as important for the evolution of plate tectonics.
Los sedimentos lubrificaron y fueron críticos para hacer que los continentes se muevan
Por los escritores del personal; Potsdam, Alemania (SPX) 06 de junio de 2019
La tectónica de placas es un proceso geológico clave en la Tierra, dando forma a su superficie de una forma singular entre los planetas del Sistema Solar. Sin embargo, la forma en que se originó la tectónica de placas y los factores que la controlaron sigue siendo materia de controversia.
Ahora, Stephan V. Sobolev del Centro de Investigación Alemán para Geociencias GFZ, la Universidad de Potsdam y Michael Brown de la Universidad de Maryland adoptan un nuevo enfoque para resolver este enigma. En un estudio publicado en la revista Nature, proponen que la lubricación natural por los materiales desprendidos por la erosión de la superficie fue crucial con vistas a iniciar y mantener la tectónica de placas.
Desde la década de 1960, se sabe que la tectónica de placas es impulsada por la llamada convección de manto profundo, un proceso que agita la materia más caliente y más fría dentro de la Tierra de acuerdo con las leyes de la termodinámica. Por lo tanto, de acuerdo con los conocimientos adquiridos hasta la fecha, la tectónica de placas debe depender solo de los llamados procesos de la Tierra profunda.
Un mecanismo de control probable en este proceso fue el enfriamiento del manto de la Tierra. Stephan V. Sobolev y Michael Brown reconocen que este proceso es importante, pero sugieren que los eventos de erosión de la superficie fueron al menos tan importantes para la evolución de la tectónica de placas.
«Our hypothesis is counter-intuitive», GFZ’s Stephan V. Sobolev explains. «That was the main problem for us and we expect will be the main problem for the community to accept our ideas.»
Based on geodynamic modelling, Sobolev and Brown suggest that the emergence and evolution of plate tectonics on Earth was controlled by the rise of the continents above sea level and the following major surface erosion events.
Erosion processes produce continental sediments working as a lubricant for subduction – a key process of plate tectonics. Like engine oil that reduces friction between the moving parts of an engine, continental sediments reduce friction between the subducting plate and overriding plate, according to Sobolev and Brown.
«Nuestra hipótesis es contraintuitiva«, explica Stephan V. Sobolev de GFZ. «Ese fue el principal problema para nosotros y esperamos que sea el principal obstáculo con vistas a que la comunidad acepte nuestras ideas».
Sobre la base de modelos geodinámicos, Sobolev y Brown sugieren que la aparición y evolución de la tectónica de placas en la Tierra fue controlada por el elevamiento de los continentes sobre el nivel del mar y los siguientes eventos principales de erosión de la superficie.
Los procesos de erosión producen sedimentos continentales que funcionan como un lubricante en el proceso de subducción, un mecanismo clave de la tectónica de placas. Al igual que el aceite del motor que reduce la fricción entre sus componentes móviles, los sedimentos continentales reducen la fricción entre la placa de subducción y la placa superior, según Sobolev y Brown.
A multidisciplinary and multi-scale approach
The researchers tested their hypothesis using geological and geochemical data that were already published. These data show that the first clear evidence for plate tectonics stems from 2.5 to 3 billion years ago.
That was also around the time when the Earth’s continents rose above sea level and the first major glaciations occurred on the planet. The first supercontinent in Earth’s history called Columbia assembled at about 2.2 to 1.8 billion years ago, following the global glaciation and a major surface erosion event.
Later on, the largest surface erosion event in Earth’s history followed the global ‘Snowball Earth’ glaciations 700 to 600 million years ago. It produced the famous global geological gap called ‘Great Unconformity’.
The huge amount of continental sediments produced during this erosion event were transported to the oceans, lubricating subducting slabs and kick-starting the modern active phase of plate tectonics, Stephan V. Sobolev and Michael Brown write in their study.
Un enfoque multidisciplinar y multiescala.
Los investigadores testaron su hipótesis utilizando datos geológicos y geoquímicos previamente publicados. Tales datos muestran que la primera evidencia clara de la tectónica de placas se retrotrae en el tiempo hasta los 2,5-3 billones de años.
Tal fecha, más o menos coincide con momento en que los continentes de la Tierra se elevaron sobre el nivel del mar y sed originaron las primeras grandes glaciaciones que afectaron a todo el planeta. El primer supercontinente en la historia de la Tierra llamado Columbia se conformó hace unos 2.2 a 1.800 millones de años, después de la glaciación global y un evento importante en lo que concierne a la glaciación de la superficie terrestre emergida.
Posteriormente, el mayor evento de erosión sobre la superficie en la historia de la Tierra siguió a las glaciaciones globales de la ‘Bola de nieve de la Tierra’ hace 700 a 600 millones de años. Tal proceso dio lugar a la famosa brecha geológica mundial llamada «Gran inconformidad».
La ingente cantidad de sedimentos continentales producidos durante el último evento de erosión terminaron finalmente en los océanos, lubricando las losas subducidas y activando la moderna fase activa de la tectónica de placas, que Stephan V. Sobolev y Michael Brown deescribieron en su estudio.
More geochemical data needed
The study’s key feature is a multidisciplinary and multi-scale approach. «We suggested our hypothesis based on global geodynamic models of plate tectonics and regional models of subduction in the South American Andes», Stephan V.
Sobolev explains. «Then we used published geological and geochemical data to verify the hypothesis. Only the synergetic combination of all these disciplines made this study possible.»
Despite of the support from existing data, more geochemical data is required to conclusively test the hypothesis, Sobolev and Brown say.
«It must be fully quantified, which in turn will require coupled modelling of deep mantle convection and plate tectonics, surface processes and even climate, which is an important factor controlling surface erosion. That is an exciting challenge for the Earth system modeling community», Stephan V. Sobolev says.
«This will require building new types of models tightly linking deep Earth and surface processes.»
Se necesitan más datos geoquímicos con vistas a corroborar la hipótesis
La característica clave del estudio estribó en adoptar un enfoque multidisciplinario que abarcaba múltiples escalas. «Sugerimos nuestra hipótesis en base a modelos geodinámicos globales de tectónica de placas y modelos regionales de subducción en los Andes sudamericanos», Stephan V.
Sobolev explica. «Seguidamente utilizamos datos geológicos y geoquímicos publicados para verificar la hipótesis. Solo la combinación sinérgica de todas estas disciplinas hizo posible este estudio«.
A pesar del apoyo de los datos existentes, se requieren más datos geoquímicos para probar de manera concluyente la hipótesis, dicen Sobolev y Brown.
«El enramado de nuestra hipótesis debe de estar sólidamente cuantificada, lo que a su vez requerirá un modelo acoplado de la convección de manto profundo y la tectónica de placas, los procesos de la superficie e incluso el clima, factores importantes que controlan la erosión de la superficie terrestre. Se trata de un desafío emocionante para la comunidad de modelizadores del sistema terrestre», Stephan V. Sobolev dice.
«Con vistas a conseguir este objetivo se requerirá la construcción de nuevos tipos de modelos que vinculen estrechamente los procesos profundos de la Tierra y la superficie«.