Fundamentos de Tectónica de Placas, Ciclo de Wilson y Origen de la Vida

Tectónica de Placas

La litosfera es la capa más externa y rígida de la Tierra, que comprende la corteza y la parte superior más externa del manto, firmemente unida a la corteza. Por debajo se encuentra la astenosfera, una capa del manto superior que, aunque también es sólida, tiene un comportamiento plástico y puede fluir lentamente como un líquido extremadamente viscoso. La litosfera, al ser "arrastrada" por las corrientes de convección de la astenosfera y el manto subyacente, se fragmenta en grandes bloques denominados placas litosféricas.

Las placas litosféricas pueden ser:

• Oceánicas: Compuestas principalmente por litosfera oceánica (ej., placa de Cocos, placa de Nazca).
• Continentales: Compuestas principalmente por litosfera continental (ej., placa Arábiga).
• Mixtas: Contienen tanto litosfera oceánica como continental (ej., placa Euroasiática, placa Africana).

Movimientos de las Placas

Las corrientes de convección en el manto son el motor principal que mueve las placas litosféricas. Estos movimientos dan lugar a diferentes tipos de límites o bordes entre placas:

• Bordes Divergentes (Constructivos)

  Las placas se separan. El magma asciende desde el manto para crear nueva litosfera oceánica, formando dorsales oceánicas (ej., la Dorsal Centroatlántica).

• Bordes Convergentes (Destructivos)

  Las placas chocan entre sí. Pueden ocurrir varios escenarios:

  • Subducción (Litosfera Oceánica vs. Continental/Oceánica): Una placa (generalmente la oceánica, más densa) se hunde bajo la otra, formando fosas oceánicas y zonas de actividad volcánica y sísmica (ej., la costa del Pacífico en Sudamérica, dando lugar a la cordillera de los Andes; o la convergencia intraoceánica entre placas oceánicas que crea un arco de islas volcánicas, como Japón o las Marianas).
  • Colisión Continental: Dos placas continentales chocan. Como ambas tienen baja densidad, ninguna subduce fácilmente, lo que provoca un plegamiento y engrosamiento de la corteza, formando grandes cadenas montañosas o orógenos de colisión (ej., los Pirineos, el Himalaya).

• Bordes Transformantes (Pasivos o de Cizalla)

  Las placas se deslizan lateralmente una respecto a la otra, sin crear ni destruir litosfera. La fricción genera intensa actividad sísmica. Estos límites forman fallas transformantes (ej., la Falla de San Andrés en California).

Ciclo de Wilson

El Ciclo de Wilson describe la apertura y cierre de cuencas oceánicas y la fragmentación y colisión de continentes a lo largo del tiempo geológico. Consta de las siguientes etapas:

1. Etapa de Rift Continental: Aparición de un rift continental (un sistema de fallas normales escalonadas) en una zona de distensión, debido a la fractura de la litosfera continental por el ascenso de material caliente del manto.
2. Etapa de Mar Estrecho: Separación de los bloques continentales fracturados. Surge una dorsal oceánica incipiente y comienza a formarse litosfera oceánica en un mar estrecho (ej., el Mar Rojo actual).
3. Etapa de Océano Maduro: Expansión del nuevo océano mediante la creación continua de litosfera en la dorsal. Los continentes que lo limitan se separan cada vez más (ej., el Océano Atlántico actual).
4. Etapa de Subducción: Comienza la destrucción de la litosfera oceánica. Una placa oceánica empieza a subducir bajo un margen continental o bajo otra placa oceánica, formando una fosa oceánica y arcos volcánicos (continentales o insulares). Los continentes comienzan a aproximarse.
5. Etapa de Cierre Oceánico y Colisión: La subducción consume la mayor parte de la litosfera oceánica. Finalmente, los bloques continentales colisionan, provocando la desaparición de la cuenca oceánica y la formación de una gran cordillera continental (orógeno de colisión).

Origen de la Vida

Teoría de Oparin-Haldane

Esta teoría propone una explicación sobre el origen químico de la vida en la Tierra primitiva. Se desarrolla en varias fases:

1. Síntesis Prebiótica (Abiogénesis): Formación de los primeros compuestos orgánicos sencillos (monómeros como aminoácidos, nucleótidos, azúcares) a partir de las moléculas inorgánicas presentes en la atmósfera primitiva (como metano, amoniaco, vapor de agua, hidrógeno) y los océanos, en presencia de fuentes de energía no biológicas (radiación UV, descargas eléctricas, calor volcánico).
2. Polimerización: Proceso químico mediante el cual los monómeros orgánicos sencillos se unieron para formar moléculas más largas y complejas (polímeros), como proteínas y ácidos nucleicos, posiblemente sobre superficies minerales (arcillas) o en fuentes hidrotermales.
3. Coacervación / Formación de Protocélulas: Agregación espontánea de polímeros (especialmente lípidos y proteínas) en agua para formar microesferas o coacervados. Estos agregados microscópicos estaban separados del medio circundante por una membrana rudimentaria, permitiendo un incipiente intercambio de sustancias con el entorno y manteniendo un medio interno diferenciado. Aún no eran seres vivos.
4. Origen de la Vida (Evolución a Células Primitivas): La incorporación de moléculas con capacidad de autorreplicación (como el ARN, hipótesis del "mundo de ARN") y catálisis dentro de estas protocélulas permitió la herencia y el metabolismo rudimentario. La selección natural habría favorecido a aquellas protocélulas más estables y eficientes, conduciendo eventualmente a la formación de las primeras células procariotas primitivas (LUCA - Último Ancestro Común Universal). Nota: La posterior aparición de oxígeno libre en la atmósfera, producto de la fotosíntesis oxigénica, permitió la evolución de organismos aerobios, pero esto ocurrió mucho después del origen de la vida.

Experimento de Miller-Urey

En 1953, Stanley Miller, bajo la dirección de Harold Urey, realizó un experimento crucial para probar la hipótesis de Oparin-Haldane:

Construyó un aparato de vidrio cerrado que simulaba las condiciones de la Tierra primitiva. Introdujo en un matraz los gases que se presumía existían en la atmósfera temprana: metano (CH₄), amoniaco (NH₃), hidrógeno (H₂) y vapor de agua (H₂O). Este matraz estaba conectado a otro parcialmente lleno de agua líquida (simulando el océano). Sometió la mezcla gaseosa a continuas descargas eléctricas (simulando rayos) durante una semana.

Al cabo de ese tiempo, observó que el líquido, inicialmente incoloro, se había vuelto rojizo y turbio. El análisis químico reveló la presencia de varios aminoácidos (los componentes básicos de las proteínas) y otras moléculas orgánicas complejas que no estaban presentes al inicio del experimento. Este resultado apoyó firmemente la idea de que la síntesis abiótica de moléculas orgánicas fundamentales era posible en las condiciones de la Tierra primitiva.