Geología

Crónica de la cordillera

informes — por el 22/12/2011 a las 12:13

La historia de los Andes es una secuencia en que algunas regiones gozaban del ascenso, mientras que otras iban derecho al descenso, según un trabajo reciente de los investigadores Andrés Folguera y Víctor Ramos, integrantes del Departamento de Ciencias Geológicas de Exactas.

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Victor Ramos y Andrés Folguera

Andrés Folguera y Víctor Ramos, geólogos. Foto: Juan Pablo Vittori (Cepro)

Una cordillera no nace de un día para el otro. Si así fuera, sería catastrófico, sin duda. Se trata de un largo proceso, a través de millones de años. Hoy los geólogos pueden rastrear esa historia, que como la de la humanidad, tiene altibajos. Momentos de esplendor y etapas de caída. Pero, además, y en el caso de los Andes, esos momentos se dieron en forma desigual a lo largo de su extensión. Es decir, mientras algunos segmentos estaban en franco ascenso, otros experimentaban el derrumbe. Algo así como las economías del mundo en este momento.

“Los Andes se forman por el proceso de subducción, que consiste en que el fondo del océano Pacífico se introduce con un ángulo promedio de 30 grados por debajo del continente americano”, explica el doctor Andrés Folguera, investigador del Conicet en la Facultad de Ciencias Exactas y Naturales de la UBA. Pero la forma en que se lleva a cabo ese proceso no es tan homogénea como se podría pensar.

“Hay tres zonas en particular donde el fondo del océano se introduce en forma horizontal a lo largo de cientos de kilómetros, y retoma su ángulo de 30 grados a 500 o 600 kilómetros más allá del punto inicial donde se introduce”, detalla el geólogo. Esa subducción horizontal hace que las montañas alcancen mayor altura, como el Aconcagua, en Mendoza; la Cordillera Blanca, en el Perú, y la de Mérida, en Colombia.

Esas montañas, que alcanzan gran altura debido a la subducción horizontal, no permanecen así mucho tiempo. Según señala Folguera, “generalmente, viven veinte millones de años, que es poco si se compara con el período de construcción andina, que tiene unos 120 millones de años”.

Folguera, junto con el doctor Víctor Ramos, también investigador del Conicet en el Departamento de Ciencias Geológicas de Exactas, se propusieron reconstruir la historia de los Andes. Teniendo en cuenta que hoy hay tres zonas de subducción horizontal que cubren casi la mitad del borde andino, y que esas zonas viven solo veinte millones de años, ¿habrá habido procesos de subducción horizontal en el pasado que hicieron posibles las altas montañas del presente?, se preguntaron.

Algunos autores han propuesto diferentes zonas de subducción horizontal en el pasado. Una de ellas se habría producido en la Puna y otra, en la Payenia (al sur de Mendoza), que se puso horizontal hace 13 millones de años y se volvió a empinar hace sólo tres millones.

Por su parte, Folguera y Ramos se propusieron hallar las evidencias de esos procesos en el pasado. “Lo que hicimos fue tratar de buscar evidencias de zonas de subducción horizontal más antiguas. Nos basamos en estudios de otros investigadores que proponen zonas de subducción horizontal para Santa Cruz, de 17 millones de años, y otra de 45 millones de años en Río Negro y norte de Chubut”. Esas zonas de subducción siempre están asociadas a la presencia de volcanes que se ubican en el centro de la placa.

Para Folguera, básicamente hay tres grandes períodos en que los Andes vivieron la gloria del ascenso: uno, hace unos 100 millones de años; otro, alrededor de 45 millones de años atrás, y, el más reciente, hace aproximadamente 20 millones. Los tres coinciden con el desarrollo de zonas de subducción horizontal.

Sin embargo, esos períodos de esplendor tuvieron un fin, porque hubo momentos en que esas zonas dejaron de ser horizontales, y se hicieron verticales. Fueron épocas de colapso, de descenso a la primera B.

“Fueron ciclos de levantamiento de montañas, por subducción horizontal, y colapso, cuando esas zonas dejaron de ser horizontales”, refuerza Folguera. Pero esos procesos se dieron por sectores, con un promedio de 300 kilómetros de largo.

Perder las raíces

¿Qué significa que la cordillera se derrumba? “No quiere decir que baje por debajo del nivel del mar. Una cordillera se puede derrumbar, pero al mismo tiempo se está levantando”, dice Folguera.
Cuando una cordillera se eleva, sus raíces también crecen y, de este modo, se van hundiendo en la profundidad. Las rocas que componen las raíces, debido a las condiciones de alta presión que se dan en las profundidades, sufren transformaciones en sus minerales, que se vuelven más densos, se reorganizan y se aplastan. Al ponerse más densas, las raíces de las montañas adquieren mayor peso. “Llega un momento en que tienen tal peso que se separan de la montaña, y caen, en un proceso denominado delaminación. Las montañas que crecen mucho, tarde o temprano pierden sus raíces”, explica Folguera.

Hay algunas cordilleras en la Tierra que ya no tienen raíces, por ejemplo, los Urales. El Himalaya las está perdiendo. En este proceso, las montañas, al perder el “lastre” que las hundía, ascienden.

Cuando se arranca la raíz de la montaña, cae muy profundo, a unos 3 mil kilómetros de profundidad, y ese espacio que queda es ocupado por material del manto terrestre, que sube y aflora. Este proceso se dio en la provincia de Catamarca, y gran parte de los volcanes de esa región son producto del manto que atravesó la corteza y afloró. Ello se produjo hace unos 2 millones de años.

Los numerosos conos volcánicos que han aflorado en la Payenia, al sur de Mendoza, también se deben a que los productos del manto llenaron el espacio de la pérdida de las raíces.

Esos procesos pueden conocerse mediante estudios de velocidad de las ondas sísmicas. La velocidad de estas ondas (que se generan cuando hay un terremoto) depende de las condiciones de rigidez de los materiales. Si están muy rígidos, las ondas viajan muy rápido. Si están muy blandos, porque están calientes, se retrasan. Debajo de Catamarca, las ondas sísmicas se mueven con parsimonia, lo que indica que el manto caliente está subiendo.

Se sabe que actualmente los Andes de Catamarca están perdiendo sus raíces, y ello sucede en los mismos lugares donde hoy hay volcanes, que afloraron hace un millón de años.

¿Está bajando la altura de esos Andes? Si bien algunos sectores se están derrumbando, éstos se están levantando porque acaban de perder el material pesado que los hundía. Es paradójico, se derrumban, pero localmente se levantan como una torta, porque perdieron material pesado.

¿Hay una velocidad promedio de elevación? Se sabe, por datos de GPS que las montañas más altas de la tierra, las del segmento de subducción horizontal, se levantan a una tasa de 2 milímetros por año. El Aconcagua tiene un ritmo de 3 milímetros por año.

“Las tasas de levantamiento por pérdida de las raíces están menos medidas, pero se supone que son muy altas”, dice Folguera. Toda la Puna o el altiplano, un techo de 3000 metros de altura, es resultado del levantamiento por la pérdida de las raíces, y ello se produjo en los últimos 10 millones de años.

La formación de un altiplano

Analizando los isótopos de oxígeno en antiguos suelos, se puede conocer la pluviosidad en el pasado lejano. Así se sabe que hace 10 millones de años llovía 200 milímetros anuales en Atacama, a diferencia del presente, en que llueve sólo 20 milímetros al año. “Esa diferencia se interpreta como el levantamiento de la Puna. Antes pasaban los vientos del Atlántico, que llevaban lluvias a Salta y Atacama. Al levantarse la Puna, generó una barrera que nunca más dejó pasar la humedad.

Los procesos de levantamiento, si bien son casi imperceptibles, dejan huellas cuando se producen grandes sismos. “En el terremoto de la Laja, que destruyó gran parte de San Juan alrededor de 1960, se produjo un salto de 30 o 40 centímetros. Y en Chile, a principios de 2010, la costa se levantó unos dos metros”, señala Folguera.

En ese caso, la costa se extendió cientos de metros, porque se levantó el fondo del mar costa afuera, y algunas islas se convirtieron en penínsulas.

¿Los Andes de San Juan y Mendoza dejarán de elevarse? “Esa zona de subducción horizontal está madura porque ya tiene 17 millones de años”, responde Folguera. Las montañas en esa zona crecieron mucho y tienen raíces profundas que ya se transformaron en cuanto a sus minerales. Ello se sabe porque en esa zona las ondas transitan muy rápido. Son lugares más rígidos que lo esperable.

“De acuerdo con los plazos de la subducción horizontal, en 3 o 4 millones de años esa zona se haría vertical. Asimismo, esas montañas van a perder sus raíces, y se va a formar una Puna, un altiplano que va a quedar por encima de los 3 mil metros”, precisa el investigador. Es decir, la ciudad de Mendoza, que actualmente se encuentra a unos 750 metros de altura, va a pasar a formar parte de una gran altiplanicie.

Cuando la subducción horizontal se hace vertical, las altas montañas inician el derrumbe. Pero, como al mismo tiempo, y debido al mismo proceso, pueden perder las raíces, se elevan en masa. “Una explicación del proceso reside en los cambios de densidad de la roca, pero otra explicación es que la losa plana genera un obstáculo físico a la pérdida de raíces, las sostiene. Cuando se verticaliza, la raíz se cae”, indica Folguera.

Antes no se entendía bien cómo era este proceso. Pero ahora se dispone de imágenes. “Hay modelos de computación que muestran cómo, a través de largos períodos de tiempo, la base de la montaña comienza a comportarse como si fuera un líquido, debido a las condiciones de temperatura y presión. Es como si se formaran gotas desde la base de las montañas”.

La propuesta de Ramos y Folguera de la existencia de diferentes períodos de ascenso y descenso requiere aún la confirmación empírica. “Lo que hay que hacer ahora es buscar las zonas nuevas de subducción horizontal que se proponen y probar fehacientemente que cada una de ellas existe. Tenemos que mostrar que se levantaron altiplanos y convivieron con productos del manto. Hay que probar que las cordilleras crecieron en esos períodos y después se cayeron en los períodos siguientes”, comenta Folguera, y concluye: “El estudio en cada zona va a llevar entre 4 y 5 años”.

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