La superficie de la Tierra, II: Procesos catastróficos, mapas, el relieve mexicano
Por José Lugo Hubp
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La superficie de la Tierra, II - José Lugo Hubp
Orozco.
I. La superficie cambiante
EL RELIEVE actual de la Tierra, incluyendo el del fondo oceánico, es resultado de una lucha permanente que se produce por lo menos desde hace 3 000 millones de años, entre los procesos endógenos creadores de las deformaciones de la superficie terrestre y los exógenos, que mediante la erosión y la acumulación, actúan en forma permanente para rebajar las elevaciones y rellenar las depresiones.
Los movimientos internos de la Tierra se manifiestan principalmente por la actividad sísmica y volcánica. Con el primer fenómeno se relacionan los movimientos de ascenso y descenso de la superficie terrestre, aquellos que dan origen a las montañas y a las depresiones continentales y oceánicas, además de los horizontales, principalmente los de grandes magnitudes como los movimientos de las placas litosféricas.
Los procesos exógenos son de tres tipos principales: el intemperismo (alteración física o química de las rocas), la remoción de partículas rocosas (erosión) y la depositación o acumulación de éstas.
La erosión y acumulación la realizan diversos agentes: el agua de escurrimiento superficial y subterráneo, el mar por medio de las olas, las mareas y diversos tipos de corrientes marinas; el viento, los glaciares y los procesos en que influye fundamentalmente la gravedad en combinación con el intemperismo y el agua subterránea o superficial. Se tiene también un conjunto de procesos: por la acción de dos o más agentes: agua subterránea y hielo, agua superficial y mar, etc. Realmente no se dan en forma aislada, se estudian por separado sólo por método.
La gravedad y la energía de los rayos solares son los factores principales que condicionan la intensidad de los procesos exógenos. Éstos son observables. Se conocen y estudian en forma continua por lo menos desde hace tres siglos. Las investigaciones actuales se han orientado hacia lo cuantitativo: determinación de velocidades de la erosión y la acumulación, incluso de la alteración química de las rocas.
En el caso de los procesos endógenos el problema es más complejo. Los movimientos son en apariencia más lentos y se originan en el interior de la Tierra, en ocasiones a decenas o centenas de kilómetros. Se puede observar cómo se produce un alud o cómo crece un río hasta desbordarse. Pero nunca se ha visto cómo se genera un sismo o los movimientos de materia que ocurren bajo un volcán en actividad. Conocemos los procesos por los resultados.
En los miles de millones de años transcurridos desde que se formó la Tierra, su relieve se ha transformado constantemente. El actual se ha formado principalmente en los últimos dos millones de años, aunque no es del todo distinto de los anteriores. Hay territorios jóvenes y antiguos en la superficie terrestre. Algunos no existían hace más de dos millones de años, como la mayor parte de Centroamérica, la península de Baja California y casi la totalidad de los arcos insulares.
El volcanismo es tal vez el más antiguo proceso creador del relieve. Se considera que la superficie actual fue originalmente —hace más de 4 000 millones de años— semejante a la de la Luna, modelada por impactos meteoríticos y erupciones volcánicas en toda su superficie. El volcanismo ha existido siempre, pero con el tiempo dejó de presentarse en forma global para concentrarse en zonas lineales como ahora lo conocemos.
Las zonas de volcanismo activo tienen transformaciones notables. Las acumulaciones de lavas y material piroclástico pueden convertir las tierras bajas cercanas al nivel del mar en una altiplanicie o crear nuevas islas en el océano. Esto significa que la acumulación por actividad endógena se produce con una velocidad muy superior a la de la erosión que se ve rezagada y no alcanza a destruir los relieves en crecimiento. Lo podemos observar en Centroamérica, en las zonas activas andinas y en el sistema de arcos insulares del Pacífico.
Los movimientos que dan origen a las altas montañas o las depresiones profundas, de continentes y océanos, están relacionados también con zonas sísmicas. Las grandes estructuras contrastantes del relieve terrestre: los cinturones montañosos de los continentes, sus grandes depresiones, así como las dorsales oceánicas, los arcos insulares y las trincheras, por citar los principales, se formaron durante los últimos dos millones de años, aunque en muchos casos su desarrollo ha sido mucho más prolongado. Pero el aspecto actual es el del periodo Cuaternario.
La debilidad o extinción de los procesos endógenos en determinadas regiones del planeta provoca que la erosión o la acumulación puedan actuar sin competencia. De esta manera, la destrucción de las montañas o el relleno de depresiones continentales y principalmente las oceánicas se convierte en un proceso irreversible.
Pero la alternancia de procesos endógenos y exógenos no se guía por reglas. La destrucción de un sistema montañoso no siempre llega a una etapa de culminación. Puede haber reactivaciones. También se considera que durante el proceso de formación de un país montañoso —orogenia— se alternan etapas de mayor intensidad del levantamiento con la erosión, aunque domine el primero en el tiempo.
Las zonas montañosas más altas del planeta —la cordillera del Himalaya— y las más profundas —las trincheras oceánicas— presentan una gran actividad. Las primeras se encuentran en ascenso, las segundas en hundimiento. Uno de los índices de su movilidad es la sismicidad intensa.
Los procesos endógenos favorecen, asimismo, tipos e intensidades de los contrarios, los exógenos. Al alcanzar las montañas una altura determinada —volcánicas o de levantamiento— se verán cubiertas con nieves permanentes a una altura sobre el nivel del mar que depende fundamentalmente del alejamiento de los polos. Los grandes sistemas montañosos están cubiertos por gruesas capas de hielo que forman glaciares que escurren hasta algunos metros por día. A estas masas de hielo siguen ríos que cavan valles profundos de hasta más de dos mil metros y zonas de depósito en las depresiones intermontanas o en el océano, donde llegan millones de toneladas de sedimentos. Un buen ejemplo es el Golfo de Bengala, que en su fondo contiene un gigantesco cono o abanico, en crecimiento, alimentado por los ríos cuyas cabeceras se extienden a las alturas himalayas. Existe una proporción entre la estructura en erosión y la opuesta, en crecimiento por la acumulación.
La erosión encuentra condiciones más favorables en los relieves de más energía, aquéllos donde el contraste altitudinal o gradiente es mayor. Se refiere a la diferencia vertical máxima en una distancia horizontal determinada.
Todos los días hay cambios sustanciales en la superficie terrestre. Los ríos en su desembocadura en los océanos depositan diariamente millones de toneladas de sedimentos; los glaciares remueven, en conjunto, masas gigantescas de rocas; las olas marinas hacen retroceder muchas porciones de las líneas costeras. Transformaciones semejantes se producen por la acción del viento, las aguas subterráneas y lo que se ha vuelto muy importante, la acción del hombre que se manifiesta en el relieve en el crecimiento de las ciudades, la construcción de presas, las excavaciones de minas subterráneas y a cielo abierto, las canteras, los basureros, etc. Pero a estos fenómenos que son obvios, fácilmente observables, hay que agregar la actividad interna de la Tierra, presente en un mínimo de 20 erupciones volcánicas y más de 3 000 sismos en el transcurso de un año, además de otros movimientos de hundimiento o levantamiento de la superficie terrestre, no forzosamente relacionados con sismos o con volcanismo.
ALGUNOS PROCESOS BIEN REGISTRADOS
Se mencionan a continuación algunos ejemplos interesantes, resultado de investigaciones recientes, de modificaciones jóvenes de la superficie terrestre por efecto de la actividad interna. En la meseta del Tíbet, W. Kid y P. Molnar observaron una serie de fallas tectónicas formadas en el Cuaternario. Son comunes las de desplazamiento lateral o transcurrentes y se calcularon movimientos laterales de hasta 30 km para los últimos 1.5 a 3 millones de años. En el Cuaternario se han desplazado con una velocidad promedio de 13 mm/año. Los investigadores consideran que los movimientos de los bloques que separan las fallas se producen en forma simultánea con los sismos y un gran terremoto podría provocar un desplazamiento de hasta 10 metros.
En China, los científicos N. Ai y B. Liu determinaron en 1987 las edades de una serie de escarpes formados por sismos en el noreste del país. Esto les permitió establecer las épocas en que se produjeron fuertes terremotos, hace aproximadamente 9 360, 7 830, 6 300, 3 680 y menos de 200 años. En 1920 se produjo un terremoto de 8.5 grados de intensidad. En el relieve quedaron registrados los sismos por una franja de 215 km de longitud donde están dispuestas fallas escalonadas, asociadas con depresiones, colinas, numerosos escarpes y depósitos de deslizamiento.
H. Dragert, en 1987, por mediciones geodésicas realizadas entre 1930 y 1985, demostró la existencia de un proceso de levantamiento, a lo largo de la costa oriental de la porción central de Vancouver. Después de un terremoto ocurrido en 1946, se reconocieron levantamientos con velocidades de 1 a 5 mm/año, los que se encuentran en aceleración. Esto permitió a Dragert inferir la posibilidad de un sismo cercano en el tiempo.
La falla Lone Pine en California oriental, estudiada por L. K. Lubetkin y M. C. Clark en 1988, forma un escarpe de 6.5 m de altura, cortando abanicos formados en el Pleistoceno tardío. Durante un terremoto en 1872 se produjeron grandes desplazamientos laterales que alcanzaron 12 a 18 m y pequeños ascensos, de hasta 1 y 2 m. Se considera que el escarpe se formó por tres terremotos semejantes con intervalos de tiempo de 5 000 a 10 500 años.
Las investigaciones geodésicas realizadas por K. Wendt, D. Moller y H. J. Ritter entre 1971 y 1980 en el noreste de Islandia mostraron en 1975 un movimiento distensivo, característico de los rifts, en el que los bloques se separaron hasta 7.5 m con un desplazamiento vertical de tres metros.
La información con que se cuenta actualmente acerca de los movimientos horizontales y verticales de la superficie terrestre en menos de un siglo, compilada por el científico checoslovaco Z. Kukal, señala 15 sismos a partir de 1898, en Alaska, que provocaron ascensos considerables de la superficie; en el último de éstos el desplazamiento vertical fue de hasta 15 m. Otros dos sismos en Alaska, en 1964 y 1965, originaron un desplazamiento horizontal de 8 m en el primer caso y 8 a 10 m en el segundo. Fenómenos semejantes tuvieron lugar en Perú, Chile, California, Guatemala, Japón y Asia Occidental y Central.
Lo anterior constituye una información insuficiente, ya que sismos poderosos se han producido en más de 15 ocasiones en este siglo, pero en pocas se han hecho observaciones como las señaladas antes. Muy poco se sabe de los efectos que producen numerosos sismos que afectan constantemente los arcos insulares.
La velocidad de hundimiento de las trincheras alcanza hasta 95 mm/año, según datos de M. N. Toksöz. Por cierto, este valor máximo fue calculado para la trinchera Mesoamericana.
Otras velocidades de transformación de la superficie terrestre por diversos procesos, de acuerdo con lo compilado por Z. Kukal, son las siguientes:
–En 10 000 años, la duración del Holoceno, se han derramado en Islandia 480 000 km³ de lavas, lo que equivale a un promedio de 0.05 km³/año.
–Los deltas de los grandes ríos provocan avances de la línea de costa, del orden de 20 a 268 m/año.
–Las velocidades de sedimentación se miden en cm/1 000 años. Para el Golfo de California se han calculado entre 60 y 100 cm/100 años. En las costas de Yucatán los carbonatos se depositan con una velocidad de 100 cm/1 000 años.
Los datos anteriores son resultado de investigaciones en zonas de extraordinaria actividad tectónica del planeta: la cordillera Himalaya y sus márgenes,