En 1912, el meteorólogo Alfred Wegener (1880-1930) propuso que los continentes alguna vez formaron un solo supercontinente, Pangea, y que han estado derivando lentamente durante cientos de millones de años. La similitud de las costas africana y sudamericana, la continuidad de formaciones geológicas de un continente a otro y la presencia de fósiles idénticos en tierras hoy separadas por océanos respaldan su teoría. Sin embargo, la comunidad científica la rechazó por falta de un mecanismo creíble capaz de mover masas continentales enteras.
No fue hasta los años 1950-1960 que la cartografía de los fondos marinos reveló las dorsales oceánicas. La tectónica de placas tomó entonces su forma moderna, gracias a los trabajos de Harry Hess (1906-1969), quien propuso la expansión del fondo oceánico, y de J. Tuzo Wilson (1908-1993), quien introdujo los conceptos de puntos calientes y fallas transformantes.
La Tierra está estructurada en capas concéntricas con propiedades muy diferentes. La temperatura en el centro alcanza unos 5.100 grados Celsius, procedente de dos fuentes: el calor primordial heredado de la acreción hace 4.500 millones de años y el calor producido continuamente por la desintegración del uranio-238, el torio-232 y el potasio-40.
| Capa | Espesor (km) | Temperatura (°C) | Estado | Rol tectónico |
|---|---|---|---|---|
| Litosfera | 5 a 70 | 0 a 300 | Sólido rígido | Forma las placas tectónicas en movimiento |
| Astenosfera | 200 a 300 | 300 a 900 | Viscoso, parcialmente fundido | Permite el deslizamiento de las placas litosféricas |
| Manto inferior | 2.200 | 900 a 3.700 | Sólido viscoso | Asiento de corrientes de convección profundas |
| Núcleo externo | 2.260 | 3.700 a 5.000 | Líquido | Genera el campo magnético terrestre |
| Núcleo interno | 1.220 | 5.000 a 5.100 | Sólido | Reservorio de calor primordial |
A escala de millones de años, el manto sólido se comporta como un fluido muy viscoso y entra en convección térmica: las rocas calientes ascienden, se enfrían en la superficie y luego descienden. Estas celdas de convección arrastran las placas litosféricas sobre ellas, como balsas en un río.
Sin embargo, el mecanismo es más complejo: Don Anderson (1933-2014) y Claude Allègre (1937-) demostraron que la tracción ejercida por las placas frías que se hunden en subducción contribuye tanto o más que el empuje de las dorsales. El peso de las placas antiguas y enfriadas es, de hecho, una fuerza motriz importante del sistema.
Las placas se mueven entre 1 y 15 centímetros por año: el Atlántico, por ejemplo, se ensancha unos 2,5 centímetros cada año, es decir, el ancho de una uña, alejando Europa de América un metro cada cuarenta años. Los dos continentes, hoy separados por casi 6.000 kilómetros, comenzaron a separarse hace unos 180 millones de años durante la dislocación de Pangea.
En los límites divergentes, dos placas se alejan una de la otra y el magma asciende para formar una nueva corteza oceánica. Este es el mecanismo de las dorsales oceánicas: la dorsal mesoatlántica se extiende por más de 16.000 kilómetros, e Islandia es uno de los pocos lugares donde emerge por encima del nivel del mar.
En los límites convergentes, dos placas chocan. Si una es oceánica, se hunde bajo la otra en subducción, generando volcanes, sismos y tsunamis, como a lo largo de la fosa de Perú-Chile. Si ambas son continentales, la corteza se pliega para formar cadenas montañosas: el Himalaya nació así, hace 50 millones de años, de la colisión entre las placas india y euroasiática.
En las fallas transformantes, dos placas se deslizan lateralmente una contra la otra sin crear ni destruir corteza. La fricción acumula tensiones que se liberan en forma de sismos: la falla de San Andrés, en California, es el ejemplo más conocido.
Las rocas formadas en las dorsales registran la orientación del campo magnético terrestre en el momento de su solidificación. Como este campo se ha invertido muchas veces, se observan a ambos lados de las dorsales bandas simétricas de polaridad alternada, prueba directa de la expansión del fondo oceánico. Este trabajo de Drummond Matthews (1931-1997) y Frederick Vine (1939-) constituyó una validación decisiva en los años 60.
| Placa | Superficie (106 km2) | Velocidad (cm/año) | Tipo dominante | Fenómeno asociado notable |
|---|---|---|---|---|
| Placa del Pacífico | 103 | 5 a 10 | Subducción y traslación | Cinturón de Fuego del Pacífico, fosa de las Marianas |
| Placa Norteamericana | 76 | 2 a 3 | Divergencia (este) y traslación (oeste) | Dorsal mesoatlántica, falla de San Andrés |
| Placa Euroasiática | 68 | 2 a 3 | Divergencia (oeste) y colisión (sur) | Himalaya (colisión con la placa india) |
| Placa Africana | 61 | 2 a 3 | Divergencia múltiple | Rift de África Oriental, futuro océano naciente |
| Placa Antártica | 60 | 1 a 2 | Divergencia (bordes) | Rodeada de dorsales en casi todo su perímetro |
| Placa Indo-Australiana | 58 | 6 a 7 | Convergencia rápida (norte) | Himalaya, Alpes australianos, sismos de Sumatra |
| Placa Sudamericana | 44 | 2 a 3 | Divergencia (este) y subducción (oeste) | Andes, fosa de Perú-Chile, volcanes activos |
| Placa de Nazca | 16 | 7 a 8 | Subducción rápida | Subducción bajo Sudamérica, formación de los Andes |
| Placa de Filipinas | 5,5 | 6 a 8 | Subducción (este y oeste) | Arco insular filipino, vulcanismo intenso |
| Placa Arábiga | 5 | 2 a 3 | Colisión (norte) y divergencia (sur) | Mar Rojo (rift naciente), Zagros, Cáucaso |
N.B.: Las velocidades indicadas son valores promedio medidos por geodesia espacial (GPS). Pueden variar significativamente según la parte de la placa considerada y el eje de medición. La superficie incluye, en algunos casos, placas adyacentes más pequeñas cuando los geólogos las agrupan bajo el mismo nombre.
Los datos paleomagnéticos y geoquímicos permiten rastrear las sucesivas agrupaciones y dispersiones de las masas continentales. Este ciclo, llamado ciclo de Wilson en honor a J. Tuzo Wilson (1908-1993), predice que en unos 250 millones de años, los continentes se volverán a unir para formar un nuevo supercontinente, a veces apodado Pangea Próxima o Amasia, según los modelos.
| Supercontinente | Formación | Dispersión | Observación |
|---|---|---|---|
| Nuna / Columbia | ~ 1.800 millones de años | ~ 1.500 millones de años | Primer supercontinente bien documentado; centrado alrededor de 30-40° N, principalmente en el hemisferio norte tropical |
| Rodinia | ~ 1.100 millones de años | ~ 750 millones de años | Su dislocación podría haber desencadenado una glaciación global; centrado alrededor de 10-20° S, a horcajadas sobre el ecuador |
| Pangea | ~ 335 millones de años | ~ 175 millones de años | Se fragmenta en Laurasia (norte) y Gondwana (sur); centrado alrededor de 10° N, extendiéndose de 85° S a 85° N |
| Pangea Próxima / Amasia | ~ en 250 millones de años | - | Supercontinente futuro predicho por los modelos; centrado alrededor de 30-60° N según los escenarios, alrededor del polo ártico para Amasia |
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