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, esta teoría no deviene todavía universal, y hay que repensar como extenderla al resto de cuerpos del cosmos. Esta es una propuesta.
16 Noviembre 2020 | Por David Rabadà
Palabras clave: TSG – Teoría Sintética de la Geología – Geología Universal – Tectónica de Placas
La Tectónica de Placas1 es el paradigma aplicable a la Tierra, pero difícilmente a otros cuerpos celestes. Por esta razón, y si logramos aplicar la Geología al resto de los cuerpos celestes, la Tectónica de Placas será parte de una teoría mayor y más extensa sobre la Geología universal. Para idear esta nueva Teoría Sintética de la Geología (TSG), existen muchas variables en los cuerpos celestes. Tres muy importantes son la densidad, el tamaño y la proximidad a otros astros, que condicionan bastante su evolución y dinámica.
Si consideramos los astros según su dimensión y densidad, hallamos un punto de partida para nuestra TSG. De hecho, parece existir cierta relación inversa entre radio y densidad, más evidente si utilizamos sus logaritmos. Un gráfico así muestra dos tendencias lineales, una de baja pendiente para las estrellas y otra más inclinada para los planetas. En ambas, la inclinación nos dice lo mismo: a mayor diámetro menor densidad. Excepciones hay, pero la tendencia observada nos permite dibujar los primeros contornos de la nueva TSG.
| Relación entre 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.
GRÁFICO DE DAVID RABADÀ
Ordenados los cuerpos celestes de menor a mayor tamaño, primero encontramos a los meteoritos2 y asteroides3, que varían de centímetros a algún millar de metros. Ninguno de ellos presenta diferencias evidentes entre un núcleo y capas externas, como tampoco tectónica activa. Ello se debe a su pequeña masa, que disipó rápidamente el calor primigenio4. Cabe indicar que sus composiciones varían desde silicatadas hasta otras ricas en elementos como el hierro y el níquel. Los astros de composición férrica5 pueden tener densidades entre 7 g/cm3 y 8 g/cm3, mientras que en el resto la densidad oscila entre 3 g/cm3 y 4 g/cm3.
|Glosario|
Se basa en un sencillo modelo de la Tierra que expone que la rígida litosfera (capa superficial sólida) se encuentra fragmentada, formando un mosaico de numerosas piezas de diversos tamaños en movimiento llamadas placas.
Un meteorito es un meteoroide: cuerpo menor del sistema solar de aproximadamente 100 µm hasta 50 m (de diámetro máximo).
Un asteroide es un cuerpo celeste rocoso, más pequeño que un planeta y mayor que un meteoroide, es decir, con un diámetro mayor a 50 m.
Relativo al origen o al principio.
Que está combinado con el hierro en proporción máxima.
Ío es el satélite más cercano a Júpiter, descubierto por Galileo en el año 1610.
Europa es el sexto satélite natural de Júpiter en orden creciente de distancia. Descubierto por Galileo en el año 1610.
Encélado es el sexto satélite más grande de Saturno con unos 500 km de diámetro. Descubierto en el año 1789 por William Herschel.
Que es de piedra.
Clase de minerales compuestos por silíceo y oxígeno, y otros elementos químicos.
Larga depresión limitado en ambos lados por fallas paralelas, que dejan bloques elevados.
Los volátiles son el grupo de elementos y compuestos químicos con puntos de ebullición bajos que están asociados con la corteza o atmósfera de un planeta o de la luna.
Se denomina plasma al cuarto estado de agregación de la materia, un estado fluido similar al estado gaseoso pero sus partículas están cargadas eléctricamente (ionizadas).
Altair es la estrella más brillante de la constelación de Aquila «El Águila». Ocupa el duodécimo lugar en orden de brillo entre todas las estrellas del cielo.
Antares es el nombre de la estrella α Scorpii, la más brillante de la constelación de Escorpio y la decimosexta más brillante del cielo nocturno.
Betelgeuse, también llamada α Orionis, es una estrella brillante del tipo supergigante roja. Se halla en la constelación de Orión y era la novena estrella más brillante en el cielo.
Modelo de la Tierra, establecido en una forma casi esférica con un ligero achatamiento en los polos.
Los satélites y algunos asteroides de mayor tamaño presentan una leve o nula diferenciación en su estructura interna. Los principales minerales que componen su superficie son silicatos. Las densidades de estos astros no suelen superar el rango de 3 g/cm3 a 4 g/cm3. Sus radios alcanzan unos pocos miles de kilómetros, que tampoco les permitieron preservar el calor primigenio ni desarrollar una tectónica interna. No obstante, aquellos que reciben gravedades intensas de cuerpos grandes y próximos sí sufren fuertes deformaciones que los retuercen y friccionan, provocando vulcanismo y fallas. Los satélites Io6, Europa7 y Encélado8 son ejemplos de ello.
| Pliegue en rocas estratificadas, un ejemplo de deformación dúctil de rocas en la Tierra.
FOTOGRAFÍA DE DAVID RABADÀ
Los satélites y planetas pétreos9 pequeños presentan importantes diferencias dentro de su estructura interna. En ellos se puede distinguir un núcleo, manto y corteza bien diferenciados. Los principales minerales que componen su corteza son silicatos10. Por otro lado, las densidades medias de estos cuerpos suelen oscilar entre 4 g/cm3 y 5,5 g/cm3, con radios entre 2.400 km y 3.400 km. Dada su modesta magnitud, no han podido mantener un manto suficientemente caliente y plástico en el que se pueda desarrollar una Tectónica de Placas. No obstante, sí manifiestan algunos fenómenos tectónicos por reducción de volumen del planeta durante su enfriamiento. Campos de fallas y fosas tectónicas11 en algunos de ellos así lo parecen demostrar. Cabe añadir que su débil gravedad no fue capaz de retener una densa atmósfera que les ofreciera un escudo, ni una dinámica de fluidos que modificara rápidamente su superficie. Por ello, sus relieves permanecen tal como hace millones de años, con impactos de meteoritos no cicatrizados. Marte, Mercurio y Plutón serían unos ejemplos.
| Marte con cráteres de impacto, se observa cambio de morfología en los diferentes tamaños.
FUENTE: www.vistaalmar.es
A continuación, vendrían 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 varían entre 5,2 g/cm3 y 5,5 g/cm3, respectivamente, con radios entre 6.000 km y 6.400 km. Con estos tamaños, conservaron un manto caliente y plástico en que se ha instaurado una tectónica interna: en la Tierra, la Tectónica de Placas, y en 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 altera 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.
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 volátiles12, sobre todo hidrógeno y helio. Las densidades bajas de estos astros oscilan entre 0,4 g/cm3 y 1,6 g/cm3. Lo más sorprendente son sus enormes radios, que pueden variar entre 24.000 km y 70.000 km, o incluso más en otros exoplanetas.
| Se presentan las distintas densidades de los planetas del Sistema Solar, se observa que los de mayor tamaño tienen densidades menores.
Finalmente, y con una relación igualmente inversa entre la densidad y el radio, se encuentran las estrellas en estado de plasma13. No obstante, la pendiente entre ambas variables es más suave, es decir, a mayor radio la densidad va disminuyendo a un ritmo menos marcado que en los planetas. Así se observa desde estrellas modestas, como nuestro Sol y Altair14 (1,4 g/cm3 a 0,003 g/cm3, respectivamente), hasta supergigantes como Antares15 y Betelgeuse16 (0,0013 g/cm3 a 0,00000008 g/cm3, respectivamente).
En resumen, podemos decir que la relación inversa entre densidad y tamaño de los astros muestra una clasificación de los mismos. En orden de menor a mayor, existen cuerpos no diferenciados, geoides17 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 una Teoría Sintética de la Geología.
