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Geofísica, la física del planeta Tierra
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Adolfo Marroquín Santoña | 05-10-2017 | 15:41

Hace unos días, “enreando” (término acuñado por mi santa esposa, para referirse a mis búsquedas de información), pues bien, enredando entre mis apuntes de los viejos tiempos como estudiante, hace más de medio siglo, en la Universidad Complutense, encontré una serie de anotaciones referidas a Geofísica, que me llamaron la atención, en primer lugar por su vigencia, pese al tiempo transcurrido, y por otra parte porque me recordaron lo interesante que entonces me parecieron, y que siguen pareciéndome.

Trataré de compartir con ustedes algunas de aquellas ideas y teorías, intentando hacerles copartícipes de lo atractivo que son los fundamentos que subyacen bajo y sobre la superficie de este planeta Tierra, al que tanto debemos y al que tan mal pagamos. Por ejemplo, deben saber ustedes que sería bastante acertado comparar al planeta Tierra con un huevo escalfado, duro o casi, tanto por su forma, como por la disposición de sus distintas capas; de hecho, la Tierra no es una esfera, sino un geoide, y está compuesta por la corteza, el manto y el núcleo, que corresponderían a la cáscara, la clara y la yema del citado huevo.

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Para conocer el estado y la composición de la Tierra a grandes profundidades y para grandes extensiones, la Geofísica recurre al estudio de las ondas originadas por los movimientos sísmicos, registradas en los sismógrafos que se encuentran distribuidos por todo el mundo. Cuando se produce un terremoto en cualquier lugar del planeta, las ondas producidas viajan por el interior de la Tierra, y se puede deducir mucha información sobre la composición y el estado, sólido o fluido, de lo que hay bajo nuestros pies, a partir de la propagación del movimiento sísmico, por la diferencia del tiempo transcurrido y por la forma de las ondas registradas, en la red mundial de sismógrafos,.

Así fue como en 1909 se descubrió como a algunas decenas de kilómetros bajo la superficie del planeta, existía un cambio brusco en la propagación de las ondas sísmicas, debido a un cambio sustancial en las condiciones físicas en que se encontraba el material del subsuelo a esa profundidad, pasando de sólido a fluido. La capa a la que se producía ese cambio se denominó discontinuidad de Mohorovicic, en honor del sismólogo yugoeslavo que la descubrió; posteriormente conocida, recortando el apellido del descubridor, como discontinuidad Moho, que es la zona que separa la corteza (parte sólida superficial) de la siguiente capa, el manto.

La profundidad a que se encuentra la discontinuidad Moho, entre corteza y manto, no sólo no es constante, sino que varía enormemente entre valores que orientativamente podemos tomar como 10 Km en zonas oceánicas y hasta más de 60 Km en áreas continentales; pero recordemos que la estructura del planeta no es estática, sino dinámica, es decir está variando continuamente, puesto que, como es sabido, los continentes se mueven a través de la deriva continental; teoría desarrollada por el meteorólogo alemán Alfred Wegener.

En la actualidad, siguen existiendo numerosas dudas respecto a cuándo, cómo y por qué, las enormes placas que constituyen la corteza terrestre habrían empezado los desplazamientos asociados a su lentísimo viaje, que se estima comenzó hace más de 3.500 millones de años (MA), pero con un amplio abanico de dudas, puesto que la estimación de ese tiempo va desde un mínimo de 1.000 MA, hasta más de 4.200 MA. Un intervalo temporal demasiado grande para que se pueda entender la evolución de la Tierra primitiva, de forma que hay que trabajar con hipótesis.

Lo que sí se sabe es que el movimiento de las placas debió remodelar radicalmente el planeta, tallando las cuencas oceánicas y alzando las cordilleras. También se debió alterar la composición de la atmósfera y de los océanos, lo que, sin duda, afectaría al suministro de nutrientes de las formas primitivas de vida del entonces joven y oscuro planeta. Y digo oscuro planeta, porque se piensa que la Tierra primitiva debía de parecerse mucho a la Islandia actual, con oscuros campos de lava negra y oscuras playas de arena, bordeando la tierra firme.

Estos desplazamientos de la corteza de la Tierra, sobre la superficie del planeta, hay que analizarlos a escala geológica, ya que, considerados a escala humana, son enormemente pequeños y extraordinariamente lentos. Sin embargo, llama la atención que diminutos testigos biológicos, como lombrices o caracoles, hayan venido a apoyar algunas de las teorías que la Geofísica ha ido apuntando. Así, la presencia y distribución de algunas especies de gusanos de tierra y de caracoles, encontrados en la parte occidental de Europa y en la parte oriental de Norteamérica, es decir en las costas de ambos continentes situadas “frente a frente”, sugiere que, en tiempos remotos, las costas de esos territorios tuvieron que estar en contacto, puesto que es evidente que el océano hubiera sido un obstáculo insalvable para la emigración de estos animales.

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En realidad, la teoría de la deriva continental, planteada por Wegener, es una idea que “salta a la vista” cuando se observan las formas del continente americano y de los continentes europeo y africano, puesto que, simplemente a ojo, parece que el Atlántico es en realidad una enorme grieta, llena de agua, que separa esos continentes, que debieron estar originariamente unidos. Naturalmente, esa tentadora apariencia de formas coincidentes debe ser confirmada por más cosas, y así encontramos que además de la coincidencia de gusanos y caracoles, de linajes coincidentes, en las costas de Norteamérica y Europa; ocurre algo similar con las costas de Sudamérica y África, siendo garantes de esa proximidad física los fósiles encontrados a ambos lados del Atlántico.

También las analogías geológicas y geofísicas, y hasta la propia paleoclimatología, parecen confirmar la teoría de Wegener, pese a lo cual éste investigador, o más bien su teoría, fue duramente atacada por muchos de sus colegas, tanto geólogos como geofísicos, en los comienzos del siglo XX.

Al hilo de la teoría de la deriva continental, encontramos también algunas ideas sobre el misterio del magnetismo terrestre. Hoy día es bien conocido, y se enseña ya a los parvulitos en la escuela, que la Tierra es un enorme imán, pero este hecho no se conoció hasta el siglo XVI, y desde entonces han sido muchas las investigaciones relacionadas con el tema. Como curiosidad recordemos que el polo norte de la aguja de las brújulas señala, muy aproximadamente al polo norte geográfico, lo que puede parecer raro, puesto que sabemos que los polos contrarios de los imanes se atraen, con lo que lo lógico sería que el norte del imán-brújula señalara al sur del imán-Tierra… Y así es, puesto que, en la Tierra, el sur magnético está próximo al norte geográfico de la misma, siendo el ángulo de desviación de ambos polos la denominada declinación.

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Aunque nuestro planeta se comporte como un inmenso imán esférico, los valores del campo magnético terrestre sobre la superficie no son homogéneos ni constantes, ni en el espacio ni en el tiempo; de hecho, las constantes mediciones que se realizan en cualquier observatorio demuestran que el campo magnético varía continuamente, y aun cuando la variación es pequeña, es sin embargo detectable incluso de un día para otro, con la conocida como variación diurna, que a veces presenta picos importantes, como consecuencia de las tormentas magnéticas.

Las causas de estas perturbaciones no están en el interior de la corteza terrestre, sino que hay que buscarlas en las capas superiores de la atmósfera, a unos cuantos centenares de kilómetros por encima de la superficie terrestre, en la zona denominada ionosfera, en la que abundan los electrones libres, arrancados a los átomos de oxígeno y nitrógeno por la radiación solar. Otras perturbaciones, generalmente más pequeñas y a nivel local, sí suelen ser debidas a la presencia de depósitos minerales magnéticos, bajo la capa de la corteza terrestre, de forma que los geofísicos utilizan las prospecciones magnéticas para localizar y evaluar el contenido de estos yacimientos.

Y hablando del magnetismo terrestre, puede que no identifiquemos océanos con ese magnetismo, pero también los océanos forman parte, aunque pequeña, del escudo magnético protector de nuestro planeta. Este campo magnético nos protege de la radiación cósmica y de las partículas cargadas que, procedentes del Sol, bombardean constantemente la Tierra. Sin ese escudo protector, la vida sería prácticamente imposible sobre nuestro planeta, al menos tal como la conocemos en la actualidad.

Los satélites Swarm de la Agencia Espacial Europea (ESA) han realizado nuevos descubrimientos sobre la naturaleza eléctrica del interior de la Tierra, y así hemos sabido que, cuando el agua salada de los océanos se mueve bajo el campo magnético terrestre, se generan corrientes eléctricas que, a su vez, inducen una respuesta magnética en el manto, la región profunda bajo la corteza terrestre. Los nuevos resultados, obtenidos mediante las observaciones satelitales, son importantes para comprender la tectónica de placas, que, como antes decíamos, es la teoría que sostiene que la litosfera terrestre se compone de placas rígidas que se deslizan sobre la masa caliente y más fluida, que funciona a modo de lubricante permitiendo así su movimiento.

De esta forma, las modernas técnicas de observación han venido a ayudarnos a entender y explicar algunas dudas que las anteriores teorías, como la de la tectónica de placas, tenían pendientes.

Todo sea para poder conocer más y mejor este planeta nuestro, el único que tenemos, al que tanto debemos y al que tan mal pagamos.

Adolfo Marroquín Santoña

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Adolfo Marroquín, Doctor en Física, Geofísico, Ingeniero Técnico Industrial, Meteorólogo, Climatólogo, y desde 1965 huésped de Extremadura, una tierra magnífica, cuna y hogar de gente fantástica, donde he enseñado y he aprendido muchas cosas, he publicado numerosos artículos, impartido conferencias y dado clases a alumnos de todo tipo y nivel, desde el bachillerato hasta el doctorado. Desde este blog, trataré de contar curiosidades científicas, sobre el clima y sus cambios, la naturaleza, el medio ambiente, etc., de la forma más fácil y clara que me sea posible.