Hacia una Teoría Sintética de la Geología

Hacia una Teoría Sintética de la Geología

Las ciencias experimentales hacen pronósticos en base a una teoría central o paradigma. La Tectónica de Placas es este paradigma para la Geología. Desgraciadamente éste no deviene todavía universal y hay que repensar como extenderlo al resto de cuerpos del cosmos. Esta es una propuesta. 

Viernes, 10 de julio de 2020

Por David Rabadà i Vives

La Tectónica de Placas deviene un paradigma aplicable a la Tierra pero difícilmente a otros cuerpos celestes. Por esta razón, y si logramos incorporar a la Geología el resto de cuerpos celestes, la Tectónica de Placas devendrá solo parte de una teoría mayor y más extensa sobre la Geología universal. Para forjar esta nueva Teoría Sintética de la Geología, la TSG, existen muchas variables en los cuerpos celestes. Tres de muy importantes son la densidad, su tamaño y la proximidad a otros astros, hechos que condicionan bastante su evolución y dinámica.

Si ordenamos los astros bajo su dimensión y densidad hallamos un punto de partida para nuestra TSG. De hecho parece existir cierta correlación inversa entre radio y densidad (Fig. 1), más si utilizamos sus logaritmos. Un gráfico así ofrece dos pendientes, una de leve para las estrellas, y otra más fuerte para los planetas. En ambas la inclinación nos dice lo mismo, a más diámetro menos densidad. Excepciones hay, pero la tendencia observada nos permite dibujar los primeros contornos de la nueva TSG.

Ordenados los cuerpos celestes de menor a mayor tamaño, primero encontramos a los meteoritos y asteroides que van de centímetros a algún millar de metros. Estos no ostentan diferencia evidente entre un núcleo y capas externas, como tampoco tectónica activa. Ello fue debido a su pequeña masa que disipó rápidamente el calor primigenio. Cabe indicar que su composición va desde silicatos hasta ejemplares ricos en hierro y níquel. Las densidades de todos juntos acontecen variables pero significativamente elevadas respecto a los astros gigantes. Los férricos pueden variar entre el 7 y 8 gramos por centímetro cúbico, mientras que el resto oscila entre los 3 y 3,7.

Siguen a los anteriores los satélites y otros asteroides grandes con poca o nula diferenciación en su estructura interna. Los principales minerales que componen su superficie son silicatos. Las densidades de estos astros no suelen superar los 3 a 4 gramos por centímetro cúbico. Sus radios comprenden unos pocos miles de kilómetros que tampoco les permitieron preservar el calor primigenio ni desarrollar una tectónica interna. No obstante, quienes reciben gravedades intensas desde cuerpos grandes y próximos sí que sufren fuertes deformaciones que los retuercen y friccionan provocando vulcanismos y fallas. Los satélites Io, Europa y Encelado podrían ser ejemplos.

Continuando llegaríamos a los satélites y planetas pétreos pequeños que sí presentan importantes diferencias dentro de su estructura interna. En ellos se  puede detectar un núcleo, manto y corteza diferenciados. Los principales minerales que componen su corteza son silicatos. Por otro lado las densidades medias de estos cuerpos suelen oscilar entre los 3,9 y 5,5 gramos por centímetro cúbico con radios entre los 2.400 y 3.400 kilómetros. Dada su modesta magnitud, no han podido mantener un manto suficientemente caliente y plástico en donde desarrollar una Tectónica de Placas. No obstante sí que manifiestan algunos fenómenos tectónicos por retracción del planeta durante su enfriamiento. Campos de fallas y fosas tectónicas en algunos de ellos así lo parecen testimoniar. Cabe añadir que su débil gravedad no fue capaz de retener una densa atmósfera que les ofreciera un fuerte escudo, ni una dinámica de fluidos que modificara rápidamente su superficie. Más bien al contrario, sus relieves permanecen como hace millones de años con bastantes impactos de meteoritos no cicatrizados. Marte, Mercurio y Plutón serían unos posibles ejemplos.

Seguirían a los anteriores los planetas rocosos más grandes como Venus y la Tierra. Estos también presentan un núcleo, manto y corteza con abundancia de silicatos. Las densidades medias de estos cuerpos oscilan entre los 5,2 y 5,5 gramos por centímetro cúbico, con radios de entre 6.000 a 6.400 kilómetros. Con estas magnitudes conservaron un manto caliente y plástico donde se ha instaurado una tectónica interna. En el caso de la Tierra la Tectónica de Placas y en el caso de Venus grandes continentes y emanaciones volcánicas en estudio. Hay que añadir que estos planetas, con una gravedad significativa, retienen una atmósfera estable a su alrededor con una gran dinámica de fluidos que alteran rápidamente sus parajes. Así los impactos de meteoritos han sido erosionados o cubiertos por otras formaciones geológicas. Su mundo es un cambio constante lleno de sorpresas futuras.

Pero después de los planetas rocosos tenemos los grandes gigantes gaseosos como Neptuno, Urano, Saturno y Júpiter. Estos también presentan capas diferenciadas, a veces con un núcleo sólido, cubiertas por una gran cantidad de volátiles, sobre todo hidrógeno y helio. Las densidades bajas de estos astros oscilan entre los 0,4 y 1,6 gramos por centímetro cúbico. Lo más sorprendente son sus enormes radios que pueden ir de los 24.000 a los 70.000 kilómetros o más.

Por encima de los anteriores cuerpos, y con una relación igualmente inversa entre la densidad y el radio (Fig. 1), nos encontramos las estrellas y su estado de plasma. No obstante, la pendiente entre ambas variables es más suave, es decir, a más radio la densidad va disminuyendo a un ritmo menos marcado que en los planetas. Así vamos desde estrellas modestas como el Sol y Altair (0,003 a 1,4 g/c.c.), hasta supergigantes como Antares y Betelgeuse (0,0013 a 0,00000008 g/c.c.), incluyendo en distintos puntos a estructuras de colapso gravitacional como las enanas blancas y los agujeros negros.

En resumen podemos decir que la relación inversa entre densidad y tamaño condiciona, y de menor a mayor, cuerpos no diferenciados, geoides diferenciados sin tectónica interna, geoides diferenciados con tectónica interna, gigantes con predominio de volátiles y gigantes en estado de plasma. La relación entre densidades y dimensiones de estos geoides quizás permita sentar las bases de esta TSG.

Etiquetas: Tectónica, Placas, Teoría, Sintética, Geología.

Fig. 1: Relación de densidades y radios de distintos astros. La pendiente más acusada pertenece a los planetas, satélites y asteroides, y la más suave y larga a distintas estrellas más el agujero negro J1650.