Nuevas teorías geológicas

El origen de la Tierra

Recientemente algunos autores introdujeron nuevos conceptos acerca del origen y evolución de la Tierra, principalmente el geólogo español Vicente Sánchez Cela, quien definió los cambios de fase minerales como fuentes generadoras de energía y motor de los procesos geológicos en la corteza terrestre y el astrofísico Thomas Gold, quien introdujo el papel fundamental de la desgasificación y la surgencia de los hidrocarburos en los procesos geológicos. Estas teorías cambian radicalmente la comprensión de la evolución geológica del planeta.  En el siguiente texto procuro integrar ambas hipótesis en una teoría integradora única.

Una teoría geológica general innovadora
Cuando se produjo la acreción original de la Tierra, los diversos cuerpos impactantes sufrieron cambios mineralógicos por las condiciones físicas en que se produjeron los impactos, formándose estructuras cristalinas preferentemente silicatadas de mayor densidad. Se considera que los minerales formados en estas condiciones, serían: coesita (SiO2) densidad 2.92, stishovita (SiO2) densidad 4.35, K-Na holandita (K, Na) AlSi3O8, densidad: 4.5, perovskita silicatada (Mg, Fe) SiO3 y CaSiO3, densidad 4 y post-perovskita (pPv) MgSiO3, densidad 4.0. 

La composición de los meteoritos, en particular los más comunes, las L-Condritas, daría indicios de otros minerales presentes en los planetesimales. Por orden de abundancia ellos son: olivino: (Mg, Fe)2 SiO4, densidad 3.27-3.37; hipersteno (Mg, Fe) SiO3, densidad 3.3-3.9; troilita (FeS), densidad 4.67-4.79; cromita FeCr2O4, densidad 4.5-4.8; feldespato sódico: NaSi3AlO8, densidad 2.61; fosfato cálcico Ca(H2PO4)2, densidad 2.2. 

Esta composición condrítica confirmarían el predominio de minerales silicatados ricos en hierro y magnesio. También se encuentran sulfuros, óxidos, alumino-silicatos sódicos y fosfatos cálcicos. 

CAUSA DE LAS ERUPCIONES VOLCÁNICAS 

Según Cela, las erupciones basálticas en las dorsales oceánicas, se produjeron debido al calor generado por la conversión exotérmica de minerales de mayor densidad a minerales de menor densidad. Los materiales graníticos fundidos en ascenso “digieren” los sedimentos de las cuencas oceánicas constituidos por calizas, margas y evaporitas ricas en Ca, Na, Mg y Fe, dando lugar a los basaltos (que en cierto modo pueden ser definidos como granitos enriquecidos en estos elementos). Si no hubiera incorporación de sedimentos calcáreos a las masas fundidas no habría erupciones basálticas sino intrusiones de granitoides en profundidad y efusiones de lavas “ácidas” en la superficie. Se señala que la principal diferencia entre basaltos y granitoides es el enriquecimiento en Ca, Mg y Fe de los basaltos. Para Cela, no hay convección mantélica sino cambio de fases minerales en las capas superiores, que al principio dan lugar a la formación de corteza granítica y luego al “ensanchamiento” por continuado incremento del volumen. También este autor pone en duda los movimientos de deriva continental.

De acuerdo a la teoría de Cela, los cambios de fase de los minerales mantélicos provocaron: 1) aumento de volumen del planeta; 2) formación de una corteza granítica de espesor creciente; 3) cambios de fase en el manto con aumento acumulativo de volumen, 4) aumento de la presión expansiva responsable de rupturas abruptas y comienzo de formación de fondos oceánicos; 5) impacto de asteroides o cometas que pudieron haber desencadenado geofracturas catastróficas en la corteza que ya estaba tensionada por la expansión mantélica. 

ORÍGEN MANTÉLICO DE HIDROCARBUROS 

Las distensiones y redes de fracturas que se produjeron, posibilitaron circulación iónica y formación de hidrocarburos (sobre todo metano) a partir de los 200-400 km de profundidad. Debido a este fracturamiento, el metano así formado, que es más liviano que el agua, sube hacia la superficie. A partir del metano ascendente, se van formando los diferentes hidrocarburos con una creciente concentración de carbono. Estos procesos son explicados por la teoría abiótica sustentada por Dmitri Mendeleev a fines del siglo XIX, y varios geólogos rusos y ucranianos (N. A.Kudryavtsev, 1951, Emmanuil Chekaliuk, 1967) y el astrofísico anglo-austríaco Thomas Gold, 2001. Recientemente el autor de este ensayo apoyó esta teoría en un libro reciente (D. Antón, 2005) FIGURA 2. Diagrama sobre dinámica interior de los hidrocarburos Basada en esta hipótesis, la URSS se convirtió en el primer productor mundial de hidrocarburos en la década de 1980. Recientemente, T. Gold extendió la teoría abiótica incluyendo elementos innovativos en su reciente libro “La biosfera profunda y caliente” (1992). En base a lo anterior, se puede sostener que no hay elementos científicos para seguir afirmando que el petróleo y el gas son de origen fósil. Existen numerosos yacimientos de petróleo contenidos en rocas ígneas y metamórficas inexplicables con la teoría “fósil”. Los yacimientos petroleros no se agotan de acuerdo a las previsiones e incluso parecería que se “recargan” desde las profundidades. La composición química de los hidrocarburos es contradictoria con un origen orgánico (p.ej. su elevado contenido en helio que no existe en los restos biológicos). Los hidrocarburos son abundantes a nivel galáctico y planetario, pudiéndose deducir que en nuestro planeta también lo son. En La Tierra, el carbono también es abundante y se presenta bajo la forma de hidrocarburos u óxidos de carbono. De la información disponible, se deduce también que la estructura interna de los astros antedichos fue originalmente heterogénea, y que, si bien se pueden haber producido procesos de homogeneización, muchos componentes de la heterogeneidad original persisten. Uno de los principales procesos del dinamismo interno de estos astros es la desgasificación. Ésta implica ascenso gradual de elementos o compuestos relativamente livianos, que asumen estado gaseoso en rangos de presión y temperatura subsuperficiales. Las principales moléculas de las envolturas gaseosas de los planetas son nitrógeno, metano, dióxido de carbono y agua. El nitrógeno es bastante abundante y por tanto al contraerse y calentarse el interior planetario se exuda hacia el exterior, formando “atmósferas nitrogenadas” cuando la gravedad del planeta es suficiente para retenerlas. Debido a su carácter químicamente estable, no se combina fácilmente en su ascenso. El carbono y sus compuestos hidrogenados, por el contrario, tienen un comportamiento químico mucho más activo, particularmente en presencia de algunos minerales oxigenados, como óxidos metálicos y sulfatos. Las fracturas producidas en el interior planetario por la compresión, distención y calentamiento, así como por las mareas astronómicas, facilitan el ascenso. Al combinarse con el oxígeno, el metano (CH4, molécula común en los interiores planetarios) genera CO2, CO y H2O, dependiendo de la disponibilidad de oxígeno. Los fluidos carbonosos así formados se inyectan en las masas sólidas generando presiones laterales en las fracturas, ensanchándolas y lubricándolas. De esa forma se posibilita el movimiento de los bloques rocosos, con producción de sismos y eyecciones de gases. Se considera que la mayor parte del carbono atmosférico y oceánico terrestre, se ha inmobilizado bajo la forma de carbonatos. Esta composición puede ser explicada lógicamente a través de las teorías de la desgasificación planetaria, del origen mineral del petróleo y gas y de la ocurrencia de procesos de oxidación en las capas subsuperficiales. Algunos autores (T. Gold, 1999), atribuye al metabolismo de poblaciones bacterianas subterráneas, la ocurrencia de dicho proceso. Cuando el metano en su ascenso llega a los 5-10 kilómetros de profundidad con temperaturas por debajo de los 150 grados centígrados, se encuentra con una numerosa flora subterránea de bacterias. A estas bacterias se las denomina hipertermobacterias, pertenecientes al Dominio de las Archea. Las mismas basan su metabolismo en la oxidación del metano, produciendo H2O y CO2 a partir de óxidos, sulfatos y otras sales. De esa manera se generan óxidos reducidos (p.ej. magnetita), sulfuros (pirita, calcopirita, etc.) y otros Parte del metano sobrevive y emerge en los fondos oceánicos y continentes, oxidándose en la atmósfera (formando CO2). La oxidación de gran cantidad de CH4 da lugar a la formación de agua que también se incorpora a la atmósfera. A ésta se agregan las aguas aportadas por cometas, asteroides y meteoritos. La surgencia de este conjunto de aguas profundas, arrastra sales diversas y se acumula en la superficie formando océanos y otros cuerpos acuáticos. El metano presenta surgencias en todos los sitios donde hay conductos (fracturas) que alivian la presión y permiten su ascenso. En el fondo marino, donde la corteza es más delgada, existen innumerables fuentes de emanación de metano y subproductos (vapor de agua, dióxido de carbono). En presencia de aguas frías, el metano se mezcla con éstas dando lugar a la formación de hidratos de metano, que en algunos fondos oceánicos puede tener espesores de varias decenas de metros.

DISCUSION 

Las teorías presentadas enfocaron los procesos geológicos internos evolutivos desde diferentes puntos de vista. Sánchez Cela pone énfasis en el origen de la corteza y del los granitos con aumento de volumen debido a cambios de fases minerales y las fuentes de energía requeridas para potenciar la dinámica cortical. Por su parte Carey & Maxlow, sostienen que la expansión planetaria es la causa de la configuración de continentes y océanos, negando, al igual que Cela, la existencia de mecanismos de subducción continental. T. Gold analiza los procesos de desgasificación planetaria y pone énfasis en el rol de los fluidos carbonosos en la dinámica petrogenética y de acumulación de hidrocarburos en las cuencas sedimentarias y escudos. Los aspectos centrales de estas teorías pueden ser integrados en una visión más general, que también tiene que tener en cuenta algunos aspectos del paradigma actualmente aceptado, para avanzar en la comprensión de la complejidad cortical y petrogenética que frecuentemente dificulta la comprensión de ciertos fenómenos geológicos CONCLUSIONES Las nuevos enfoques geológicos y cosmogónicos, como es el caso de las hipótesis expuestas por Sánchez Cela, Carey, Maxlow y Thomas Gold, que a veces colisionan con las teorías habitualmente aceptadas, pueden proporcionar elementos innovativos que permiten comprender algunos procesos de difícil explicación. La tarea del científico, geólogo e investigador, es tener en cuenta estos puntos de vista innovativos con un criterio crítico pero no discriminativo. Muchas veces la solución de algunos problemas aparentemente insolubles puede ser resuelta cambiando radicalmente los postulados básicos de los paradigmas vigentes. 

REFERENCIAS 

Antón Giudice, D. (2005), ¿Inagotables? Petróleo y Gas. Piriguazú Ediciones. 103 p 

Carey, S (1988), Theories of the Earth and Universe, Stanford University Press. 413 p Gold, T. (1999) The Deep Hot Biosphere, CopernicusSpringer Verlag, N, York. 243 p Kuhn,T. (2005). La estructura de las revoluciones científicas. Fondo de Cultura Económica, España. 404 p 

Lovelock, J. (1988). The Ages of Gaia. The Commonwealth Fund program, London. 276 p 

Maxlow, J. (2005), Terra non Firma Earth, Terella Press, Perth, Australia, 156 p Sánchez Cela, V. (1999b). New Origin of Basalts. Mira Edit., Zaragoza, 269 p. Sánchez Cela, V. (2005). La Energía en los Procesos Geológicos. Prensa Univ. de Zaragoza, 272 p 

Sánchez Cela, V. (2012) Granites and Basalts, questionable paradigm. University of Zaragoza, 272p 

Wegener, A. (1929) Die Entstehung der Kontinente und Ozeane. 

Sammlung V. Braunschweig, 231 p