Evolución Geológica de la Tierra: Desde la Nebulosa Solar hasta la Tectónica de Placas

Origen del Sistema Solar y la Tierra

Formación Planetaria

• Nebulosa inicial: Una nebulosa giratoria, compuesta de polvo y gas, empieza a concentrarse.
• Colapso gravitatorio: La contracción de la nebulosa da lugar a una masa central y un disco giratorio en torno a ella.
• Formación del protosol: La colisión de partículas en la masa central genera calor, y la fusión nuclear de hidrógeno (H) da origen a una estrella (el Sol) en el interior de la nebulosa.
• Formación de los planetesimales: El polvo y gas en el disco, por procesos de agrupación, forman gránulos que luego se unen para constituir cuerpos mayores llamados planetesimales.
• Formación de protoplanetas: Los planetesimales, mediante colisiones, fusiones y acreción, dan lugar a los protoplanetas.
• Barrido de órbita: Cada protoplaneta, a través de un proceso de acreción, limpia su órbita de material remanente.

Evolución Temprana de la Tierra

• Formación del protoplaneta terrestre: Se origina por la acreción de planetesimales del disco nebular.
• Diferenciación por densidades: En una Tierra inicialmente fundida, los materiales más densos, como el hierro, se hundieron hacia el interior formando el núcleo, mientras que materiales menos densos formaron el manto. Los gases liberados constituyeron la atmósfera primitiva.
• Enfriamiento superficial y formación de océanos: A medida que el planeta despejaba su órbita y su superficie se enfriaba, el vapor de agua presente en la atmósfera se condensó, dando lugar a la formación de los océanos.

Teorías Históricas sobre la Edad y Geología Terrestre

Primeras Concepciones

• Creacionismo: Sostenía que la Tierra y el universo eran un sistema estático e inmutable, producto de la creación divina. Según interpretaciones como la de J. Lightfoot, basadas en el Antiguo Testamento y la Biblia, la Tierra habría sido creada en el año 4004 a.C.
• Catastrofismo: Propuesto por Georges Cuvier, esta teoría interpretaba los fósiles como representantes de formas de vida extintas que habían desaparecido debido a grandes catástrofes naturales. Se basó en el estudio de fósiles de la cuenca del río Sena en París, pero no explicaba la verdadera edad de la Tierra.

Hacia una Comprensión Científica

• Uniformismo (o Actualismo): Postulado por James Hutton, a partir de la observación del registro geológico. Sostenía que las rocas se forman mediante procesos lentos y graduales como la erosión, la sedimentación o la actividad volcánica, los cuales han operado de la misma manera a lo largo del tiempo geológico. Hutton estimó una edad para la Tierra de al menos 700.000 años.
• Neptunismo: Teoría defendida por Abraham Werner, que proponía que todas las rocas provenían de la sedimentación química y mecánica en un gran océano primordial de aguas turbias que cubría toda la Tierra. Esta teoría no explicaba adecuadamente la actividad volcánica.
• Plutonismo: En contraposición al neptunismo, James Hutton argumentó que las rocas actuales son, en muchos casos, restos de rocas anteriores que han sido erosionadas, transportadas y depositadas, y posteriormente transformadas por el calor interno de la Tierra. Esta teoría explicaba mejor el origen de las rocas volcánicas e ígneas, y sugería una edad para la Tierra mucho mayor (más de 75 millones de años).
• Estimaciones de la Edad de la Tierra (Lord Kelvin): Lord Kelvin, utilizando principios de la física (enfriamiento de un cuerpo inicialmente fundido, método similar al de Buffon), estimó la edad de la Tierra entre 20 y 400 millones de años. Esta teoría fue posteriormente rechazada porque no consideraba el calor generado por la desintegración radiactiva en el interior terrestre, lo que implicaba una edad mucho mayor, casi "infinita" en comparación con sus cálculos.

La Dinámica Terrestre: De la Deriva Continental a la Tectónica de Placas

La Hipótesis de la Deriva Continental

Alfred Wegener y sus Evidencias

Alfred Wegener afirmó que los continentes se habían desplazado a lo largo del tiempo geológico, en un proceso que denominó deriva continental. Aunque su hipótesis fue revolucionaria, no pudo explicar satisfactoriamente el mecanismo responsable de estos movimientos (propuso que la fuerza gravitatoria ejercida por la Luna sobre la Tierra era la causa, lo cual se demostró incorrecto).

Pruebas de la Deriva Continental:

• Pruebas geográficas (o morfológicas): Las costas de algunos continentes, como África y Sudamérica, parecen encajar como piezas de un rompecabezas.
• Pruebas paleontológicas: Se encontraron fósiles idénticos de organismos terrestres y de aguas someras en continentes actualmente separados por vastos océanos, lo que sugiere que estos continentes estuvieron unidos en el pasado.
• Pruebas geológicas y tectónicas: Si se unen los continentes, se observa una continuidad en los tipos de rocas, las estructuras geológicas (como cratones y cinturones orogénicos) y la cronología de las cadenas montañosas a través de los límites continentales actuales.
• Pruebas paleoclimáticas: Existencia de indicios de climas pasados (como depósitos glaciares, carbón o evaporitas) en regiones donde el clima actual es muy diferente, lo que se explica si los continentes se han movido respecto a los polos y el ecuador.

La Teoría de la Tectónica de Placas

Investigaciones posteriores revelaron que la litosfera (la capa rígida más externa de la Tierra) está fragmentada en grandes bloques denominados placas litosféricas. La mayor parte de la actividad sísmica y volcánica del planeta se concentra en los bordes de estas placas.

La Teoría de la Tectónica de Placas es el modelo actual que explica la historia geológica de la Tierra y muchos de sus procesos, incluyendo la formación de montañas, la actividad sísmica y volcánica, y la distribución de continentes y océanos. El motor de este dinamismo se encuentra en el calor interno de la Tierra:

• El almacén térmico del planeta (principalmente el núcleo y parte del manto) calienta el manto.
• Este calentamiento genera corrientes de convección en el manto: los materiales calientes, menos densos, ascienden, mientras que los materiales fríos, más densos, descienden.
• Estas corrientes de convección ejercen fuerzas sobre la litosfera suprayacente, fragmentándola y moviendo las placas litosféricas.