LAS EXPENSAS OCEÁNICAS SE HUNDEN
La Corteza Oceánica
La Corteza Oceánica
La corteza oceánica difiere profundamente de la corteza continental tanto por su espesor medio, mucho más débil (7km aproximadamente, a los que hay que añadir los 5 km del agua de los océanos) como por su naturaleza. La corteza continental contiene alrededor del 60% de SiO2, y la corteza oceánica menos del 50%. De ello resulta una mayor densidad para la corteza oceánica y, finalmente, una composición petrográfica netamente más “básica”.
- LOS SEDIMENTOS BLANDOS O DEBILMENTE CONSOLIDADOS (capa 1) son espesos de promedio (la mitad de los sedimentos oceánicos se conservan a lo largo de los márgenes continentales; es decir, fuera de la corteza oceánica). La capa 1 es prácticamente inexistente cerca del eje de las dorsales activas, y su potencia aumenta progresivamente hacia las cuencas oceánicas, donde puede alcanzar 2 o 3 km localmente (media:500m).
Todos estos sedimentos han conservado la misma posición que tenían cuando se depositaron: salvo en zonas de fractura y márgenes continentales, no han sufrido deformación alguna. Su edad es relativamente reciente: no se conocen sedimentos anteriores al Jurásico, situados sobre la corteza oceánica.
-EL ZOCALO (capa 2 o “basamento” de los autores de lengua inglesa) es generalmente basáltico. En superficie, forma a menudo “colinas submarinas” y generalmente posee “lavas almohadillas”, (“pillows”) y “lavas cordadas”, que se han observado por foto-grafía submarina o en inmersiones profundas y se han estudiado por sondeos. Por tanto, parece claro que la capa 2 se origina por erupciones volcánicas submarinas, pero es posible que contenga asimismo sedimentos consolidados o semiconsolidados atrapados entre las coladas basálticas en el momento de la formación de la corteza oceánica en el eje de las dorsales activas.
-LA CAPA OCEANICA es mucho menos conocida, y su verdadera naturaleza promueve todavía frecuentes discusiones y controversias. La diferenciación de basaltos (capa 2) a partir de un magma mantélico implica la formación simultánea de rocas mucho más básicas (cumulados ricos en olivinos y plagioclasas) que podrían constituir la capa 3. Se trataría en este caso principalmente de gabros y metagabros asociados a peridotitas.
La corteza oceánica ocupa el 60% de la superficie del globo. Está restringida naturalmente a las regiones oceánicas. Pero, cuando estas regiones sufren esfuerzos tectónicos en la zona de convergencia de placas (márgenes continentales activos y cadenas plegadas), puede suceder que porciones de corteza oceánica sean llevadas a la superficie e incorporadas al continente. De esta manera interpretan muchos geólogos los célebres mantos de ofiolitas de las cadenas plegadas, que serían los testigos de antiguos océanos desaparecidos por subducción.
El fondo del Océano
El resultado es un grupo emparejado de bandas paralelas en ambos lados. Estas muestras prueban la existencia de corrientes simétricas y hacen posible determinar su edad, ya que corresponden a muestras similares que han sido datadas fidedignamente por otros métodos.
La pendiente de la cordillera centro-oceánica viene determinada por un equilibrio entre el ritmo con en el que el materiales separa del centro de expansión y al ritmo al que se hunde, a medida que pasa el tiempo, después de su solidificación. Este último permanece constante en toda la cuenca oceánica y parece depender de la edad de la corteza; puede calcularse si la edad de la corteza oceánica (según indican las muestras magnéticas) se relaciona con la profundidad a la cual yace una sección particular. Dichos cálculos muestran que la corteza se hunde unos 9 cm. Cada 1.000 años durante los primeros 10 millones de años después de su formación; 3.3 cm. Cada 1.000 años durante los siguientes 30 millones, y 2 cm. Cada 1.000 años a partir de entonces.
En el Sur de la cordillera centro-atlántica el suelo marítimo ha permanecido al mismo nivel durante veinte millones de años.
El ritmo al cual el suelo marítimo se expansiona varia de uno a diez centímetros al año. El expansionamiento rápido forma amplias elevaciones y suaves laderas como las de la cordillera del Pacifico Este. Los escarpes con las laderas cóncavas de la cordillera centro-atlántica fueron, sin embargo, formados por una expansión lenta. Según que las laderas sean escarpadas o suaves, el borde posterior de las placas, en el centro de expansión, esta unos tres kilómetros más alto que el borde delantero. La causa de esta diferencia de elevación no se conoce. El calor origina algunos levantamientos, y el enfriamiento, algunos hundimientos, pero el relieve total parece demasiada grande para ser atribuido a la expansión térmica. El enfriamiento puede ser causa del relativamente rápido hundimiento observado durante los primeros diez millones de años, pero el hundimiento siguiente continua siendo un enigma.
Hace una década, la escasa información obtenida sugería que las cordilleras centro-oceánicas del Atlántico y del Pacifico eran continuas con algunas ramificaciones. Estudios más completos han revelado que las placas tienen rotos sus bordes. Una cordillera centro-oceánica, en lugar de extenderse entera a lo largo de miles de kilómetros, en los bordes posteriores de dos placas, forma una línea en zigzag compuesta de muchos segmentos cortos conectados por las zonas de fractura a otras cordilleras, a fosas, a cordilleras de montañas recientes o a unas zonas hundidas de la corteza. Las zonas de fractura unida a los segmentos de la cordillera están asociadas con lo que se denomina fallas de transformación. Dichas zonas proporcionan importantes datos para la historia de una placa, debido a que forman algunos bordes de la misma y coinciden con círculos alrededor de un polo de rotación que indican, por tanto, la dirección en la cual se han estado moviendo.
Por lo que se ha dicho hasta ahora, parece que los centros de expansión son fijos y estacionarios. El resquebrajamiento constantemente repetido de la nueva corteza en el centro de expansión produce márgenes continentales simétricos, bandas magnéticas simétricas, flancos simétricos de las cordilleras e incluso agrupaciones simétricas de montañas. Sin embargo, a menudo sucede que el mismo centro de expansión se mueve. Raramente este movimiento origina la simetría geológica. Todo lo que se requiere para mantener la simetría es que el centro de expansión se mueva exactamente a la mitad de velocidad a la cual las placas se están separando. Si se mueve más deprisa o más despacio, la simetría de las bandas de orientación magnética se destruye.
El movimiento de los centros de expansión es la causa de algunas de las mayores estructuras del suelo oceánico. La cordillera oceánica de Chile, frente a la costa Suramericana, y la cordillera del Pacifico Este son puntos de expansión adyacentes, ya que no hay hundimiento de la corteza entre ellas y nueva placa esta añadiéndose constantemente en el borde interior de cada elevación. Por lo menos unos de los centros debe estar moviéndose, porque si no la cuenca existente entre ellas debería plegarse y originar una cadena de montañas, o bien hundirse y formar una fosa.
La capa volcánica, al igual que la capa oceánica, se forma en el centro de expansión. Las mediciones acústicas del espesor de esta capa en los centros de expansión, en los flancos de las cordilleras centro-oceánicas y en el fondo oceánico muestran que, al menos parte de la capa oceánica evoluciona lentamente desde el manto, en lugar de solidificarse rápida y completamente en el centro de expansión. En dicho centro, el grosor de la capa depende de la rapidez del movimiento del suelo del océano. En regiones tales como el Atlántico Sur, donde el suelo se desliza dos centímetros por año, no se forma ninguna capa oceánica dentro de un radio de cien kilómetros alrededor del centro de expansión. Más allá de éste la capa oceánica se acumula rápidamente, alcanzando un grosor normal de cuatro a cinco kilómetros en la ladera de la cordillera centro-oceánica. Un ritmo de deslizamiento de tres centímetros por año esta asociado con una capa oceánica de escasamente de dos kilómetros de profundidad en el centro, que engrosa un kilómetro en 13 millones de años. Una placa, con un ritmo de expansión de 8 cm por año, tiene 3 kilómetros de profundidad en el centro y engrosan un kilómetro en 20 millones de años. Por tanto, cuanto más delgada sea la corteza inicial, mas rápidamente aumentara el grosor según vaya moviéndose la corteza.
El flujo continuo de material a partir de un centro de expansión, produce fallas, erupciones volcánicas y corrientes de lava a lo largo de la cordillera centro-oceánica, que originan montañas y escarpes.
La actividad volcánica y las fallas, que en un primer momento se forman en los centros de expansión, disminuyen rápidamente a medida que la placa envejece, pero la actividad volcánica, en cierta manera, no esta nunca totalmente ausente.
Los conceptos de expansión del suelo oceánico y placas tectónicas permiten una evaluación cuantitativa de la interacción de muchas variables importantes en geología marina. Combinando la observación empírica con la teoría, es posible no solo explicar, sino también predecir, el grosor y edad de los sedimentos de un punto determinado, la escala y la orientación del relieve topográfico, el espesor de diferentes capas de la corteza, la orientación y equivalencia de las franjas de orientación magnética, la distribución y profundidad de antiguas islas hundidas, la creación de fosas y cordilleras recientes, las características de los terremotos y muchos otros fenómenos que anteriormente eran inexplicables e impredecibles. Esta revolución en la geología marina puede tardar algunos años en encontrar su curso.
Las Fosas del Pacífico
El 28 de Abril de 1789, el teniente de navío William Bligh, al mando del Bounty, al servicio de su Majestad, tuvo importancia disputa en el Océano Pacifico con su primer oficial, Fletcher Christian, como consecuencia de la cual se separaron y navegaron en direcciones opuestas. Christian en el Bounty y Bligh en la lancha del barco. Este histórico motín ocurrió cerca del gran volcán de Tofua, en las islas Friendly, más conocidas hoy en día como las Islas Tonga. Bligh y Christian sabían perfectamente que la topografía oceánica alrededor de estas islas era desconocida y que en ellas anidaban piratas que vivían del pillaje sobre el reducido tráfico de las islas. Ellos, sin embargo, no conocían los métodos para sondear el fondo marino, ya que todavía no se habían inventado; ni que en este lugar un día se iba a realizar uno de los descubrimientos más importantes en la historia de la exploración marina.
Bajo el plácido mar, al este de las islas tonga, se abre un enorme abismo de casi once kilómetros de profundidad. Cien años después del Bounty, otro buque británico al servicio de Su majestad fue el primero en averiguar su profundidad. Pelham Aldrich, capitán del Egeria, al inspeccionar el fondo oceánico que rodea a estas islas, quedo sorprendido al encontrar que en dos ocasiones la sonda no toco el fondo hasta los 7 300 metros.
El descubrimiento de Aldrich impulso a otras naciones a enviar expediciones para explorar los fondos abisales de Tonga.
Eventualmente ellos trazaron una gran fosa que abarcaba desde las islas Tonga hasta el sur de las islas Kermadec. La profundidad sondeada recientemente por el buque oceanográfico Horizon, de la Scripps Institution, es de unos 10 700 metros. Si el Everest estuviese sobre este inmenso abismo todavía quedaría a 1 800 metros bajo el nivel del mar.
La fosa de Tonga – Kermadec hoy es conocida, pero no es nada más que una de la amplia serie de fosas estrechas y profundas que están situadas alrededor de la cuenca central del pacifico. Todas ellas son paralelas a los archipiélagos o a las cordilleras en las costas de los continentes. A lo largo de la costa de América del Sur, el desnivel entre la clima de los Andes y el fondo de las fosas marinas es mayor de 12 200 metros. Y la longitud de estas fosas submarinas no es menos importante que su profundidad: algunas tienen 3 200 kilómetros de largo.
Estas grandes incisiones en el suelo oceánico son tan diferentes de cualquier otro accidente en la tierra, que difícilmente las podemos imaginar. Es difícil de comprender la realidad de un abismo tan profundo como seis veces el Gran Cañón del Colorado y con una longitud equivalente a la distancia entre Nueva York y Kansas city. Sin embargo, estas son las dimensiones de la gran fosa de Tonga – Kermadec.
El tamaño y la forma peculiar de las fosas del Pacifico nos causa verdadera admiración.
Las fosas solo han sido exploradas de una forma muy general, pueden hacerse algunas tentativas para contestar a estas preguntas, basándonos en la información ya obtenida. Podemos tomar la fosa de Tonga – Kermadec como un ejemplo típico.
La fosa se encuentra situada al este de los archipiélagos de Tonga y Kermadec en una larga línea, aproximadamente recta, de dirección Norte – Sur. En su extremo norte describe una ligera curvatura.
Comienza allí como una suave depresión en forma de cuchara continua hacia el sudeste entre Tonga y Samoa, entonces hace un recodo y adquiere mayor profundidad, tomando la dirección sur durante 2 000 kilómetros y finalmente, disminuye su profundidad y desaparece al norte de Nueva Zelanda. En la parte central, que es la más profunda, la fosa es muy estrecha, con menos de ocho kilómetros de anchura. Su forma es de V, pero la rama de la uve más próxima a las islas tiene una inclinación mucho mayor que la rama que se adentra en el mar. En aquella, la pendiente media es del 16 al 30 por 100 (como ejemplo de un lugar cuyo escarpe sea mayor del 24 por 100 podemos citar el Gran Cañón en el Bright Angel). En sección longitudinal, la fosa esta formada por depresiones profundas por depresiones profundas separadas por unas zonas alomadas. Da la impresión de ser un rosario de perlas o una cordillera invertida.
Las islas que se encuentran en el borde oeste de la fosa representan parte de la misma estructura cortical. Están situadas sobre dos líneas, en una cordillera de 1 600 kilómetros de longitud, sobre el lado oeste de la fosa. Las islas de la región polinesica de Tonga están cubiertas de calizas, depositadas en aguas someras durante la última era geológica. Estas islas descansan sobre amplios bancos de coral, sumergidos a una profundidad que oscila entre los 55 y 110 metros, y forman una serie de terrazas que se elevan unas decenas de metros por encima del nivel del mar. Al oeste de las islas calizas, y separadas de ellas por un mar somero, se encuentran una serie de volcanes submarinos y elevadas islas volcánicas. Los volcanes son explosivos, al contrario de la apacible variedad hawaiana. Han acumulado grandes cantidades de productos volcánicos en el fondo marino circundante. Cinco volcanes de las islas han hecho erupción en los últimos cien años, y el peligro de nuevas explosiones han forzado al gobierno de Tonga a evacuar a sus habitantes. También hay actividad volcánica bajo la superficie marina. Uno de ellos, el banco Falcon, se elevo varias decenas de metros sobre el mar durante una erupción. Realmente, a este banco se le denomina la isla de Falcon. Después de cada erupción las olas erosionan rápidamente la laca emanada que emerge sobre el nivel del mar, y al cabo de unos pocos años el volcán esta nuevamente sumergido.
El fondo de la fosa de Tonga – Kemadec es rocoso y parece que esta desprovisto de sedimentos. Durante la expedición Capricornio de la Scripps Institution, en 1952-1953, se utilizo un recogemuestras con un fuerte lastre de plomo, que debido a las difilcutades surgidas con el mecanismo de subida fue arrastrado por el suelo oceánico durante varias horas hasta que pudo izarse, subiendo en muy mal estado a consecuencias de los choques sufridos con las rocas del fondo. El recogemuestras, de acero, quedo doblado y el lastre de plomo parecía como si hubiera sido golpeado con un martillo y con un cincel. Pequeños fragmentos de rocas volcánicas negras estaban empotrados en el plomo.
En el lado de la fosa que da al océano ha crecido, con facilidad, un único como volcánico que tiene 8 200 metros de altura, tan solo separado por 370 metros de la superficie del mar. Su cima es una zona plana y extensa, inclinada hacia el Oeste. Un estudio más amplio de este gran cono, una de las montañas más altas de la tierra, debe explicarnos mucho sobre la historia de la fosa. Casi con certeza esta zona llana fue moldeada por las olas cuando la parte mas alta del cono estaba por encima del nivel del mar. Si se pudiesen recoger fósiles de aguas someras en esta zona plana, podríamos determinar con exactitud la época en que ocurrió el hundimiento, y quizás cuando empezó a bascularse hacia el Oeste. Esto, por lo tanto, nos puede informar sobre el grado de la flexión e inmersión del fondo de la fosa.
La fosa de Tonga, como ya dijimos, es una de las grandes fosas del Pacifico. Otros surcos gigantescos son las fosas de Aleutiamas, las Kuriles, Japón, Filipinas y la de Java, situadas al norte y al oeste del océano, y las de Acapulco y Perú y Chile en el este. Es un hecho notable y probablemente significativo que todas las fosas mas profundas tengan, aproximadamente, la misma profundidad máxima; la mayor de todas las encontradas hasta ahora esta en la fosa de las Marianas, al sudeste de la misma, y oscila entre los 10 760 y 10 870 metros. Esta fue medida con gran precisión por el Challenger (al servicio de Su Majestad), el homónimo actual del famoso buque que viajo alrededor del mundo en 1870, marcando el comienzo de la moderna oceanografía. El Challenger original, efectivamente, descubrió la depresión de las Marianas, y desde hace muchos años se conoce como la fosa de Challenger.
Todas las fosas, generalmente, parecen tener forma de V en sección, aunque algunas están ligeramente aplanadas en el fondo. En las fosas del Japón y Filipinas, esta parte plana tiene de tres a dieciséis kilómetros de anchura. Algunas fosas en forma de V contiene algún sedimento, este no puede tener nada mas que unas decenas de metros de espesor.
La exploración directa de las fosas es muy difícil. Su gran profundidad y estrechez son un obstáculo formidable. Para bajar una draga u otro pesado recogemuestras al fondo de las grandes fosas, el barco necesita un cable delgado del acero más resistente y un torno con una potencia especialmente indicada para esto. Hoy en día solamente existen tres tornos con estas características especiales. Uno se construyó para la expedición sueca Albatros de 1948 – 1949, y posteriormente fue utilizado en la expedición danesa Galatea de 1950 – 1952. Otro está instalado en el buque oceanográfico Spencer F. Baird , perteneciente a la Institución Scripps. Y el tercero esta en el barco soviético de investigación Vitiaz. El cilindro del torno en el Baird contiene 12 000 metros de cable. Cuando este cable, con su respondiente recogemuestras, fue descendido a la fosa de Tonga, la tensión del cable en cubierta era de doce toneladas.
Descender una draga o recogemuestras lleva varias horas. Es complicado por el problema de mantener un pequeño barco en un determinado punto del mar, con frecuencia bajo la acción de corrientes fuertes e impredecibles y vientos variables. Siempre existe el peligro de que se enganche el cable o se rompa la maquinaria, debido a la fuerte tensión a que esta sometida, perdiéndose el precioso cable. Tal accidente trae consigo el fracaso de la empresa, con la consiguiente perdida del tiempo y del esfuerzo de enviar un barco científico a una remota parte del mundo.
Si es difícil sondear y recoger muestras del fondo, el perforarlo, para averiguar que es lo que hay debajo de el, es quizás imposible con las técnicas actuales. Tales exploraciones debemos hacerlas por métodos indirectos: estudio de las ondas sísmicas, medidas de las anomalías gravimetrías, flujo térmico a través de la corteza y las propiedades magnéticas de las rocas subyacentes.
La zona de las fosas es la región de nuestro planeta que presenta la actividad sísmica más intensa. Casi todos los terremotos más importantes, especialmente los originados a gran profundidad, tienen lugar en esta zona. Estos están relacionados con las fosas más profundas y de mayor pendiente, lo cual nos sugiere que las fuerzas causantes de las fosas se encuentran bajo la superficie terrestre.
Los terremotos pueden, realmente, ser los causantes de la banda de volcanes explosivos paralela a las fosas. Algunos investigadores han propuesto que el calor producido en el hipocentro de un terremoto fundiría las rocas adyacentes y que el material fundido ascendería y seria expulsado por los volcanes.
Los estudios de la refracción sísmica han aclarado la índole de la corteza debajo de las fosas. Estas investigaciones han demostrado que debajo de las fosas (Tonga y otras) la corteza externa es tres veces menos que bajo los continentes. Por lo tanto, llegamos a la importante conclusión de que la corteza en las fosas es oceánica y no continental.
El fenómeno más sorprendente asociado a las fosas es la anomalía gravimétrica negativa. La fuerza de gravedad depende de la cantidad de material existente entre la superficie y el interior de la tierra. En general, esta fuerza para una determinada latitud, es aproximadamente la misma en los océanos que en los continentes, a pesar de que el volumen de rocas en un área continental es mayor que en igual área oceánica. Evidentemente, los continentes flotan sobre el suelo oceánico como bolsas de material ligero en un medio más denso. Dentro de los continentes hay pequeñas diferencias de gravedad entre las grandes montañas y las penillanuras. Comúnmente se supone que debajo de las montañas existen raíces de las mismas, mientras que en las zonas llanas no. Esto es lo que se conoce como equilibrio isostatico de la corteza terrestre.
Las medidas de la gravedad tomadas cerca de las fosas muestran diferencias pronunciadas con los valores esperados. Estas anomalías gravimetriítas son las mayores que existen en la tierra. Resulta evidente que el equilibrio isostatico no existe en estas zonas. Las fuerzas producen la fosa deben de actuar contra la fuerza de la gravedad para colocar la corteza debajo de la fosa.
El flujo térmico puede determinar que son estas fuerzas. Se sabe que hay un flujo constante de calor desde el interior de la tierra hacia la superficie. La mayor parte de este calor esta originado por la desintegración de los elementos radiactivos en la corteza y en el manto superior (justo en el límite con la corteza). Cerca de la superficie el calor se transmite afuera por conducción, pero a mayor profundidad puede haber un movimiento lento hacia arriba de la misma roca caliente, que conduciría el calor hacia la superficie. Si en alguna región de la tierra las rocas de estas profundidades se mueven hacia la superficie, deben de existir otras regiones donde las rocas enfriadas se dirijan hacia el interior. Este movimiento puede reducir el flujo térmico. Nuevas medidas, efectuadas cerca de las fosas de Acapulco, han demostrado que allí el flujo térmico es inferior a la mitad del flujo medio de la superficie terrestre (este es de unas cuarentas calorías por año y por centímetro cuadrado). Así, rocas relativamente frías pueden estar descendiendo lentamente por debajo de las fosas. Tal flujo descendente arrastraría la corteza junto con el y explicaría perfectamente la formación de la fosa. Si este proceso esta ocurriendo, el manto terrestre estará más frió debajo que en cualquier otra parte. Las medidas magnéticas indican que efectivamente es así, pero son muy pocas como para ser concluyentes.
Especulando con lo que conocemos, podemos imaginar que una fosa tiene la siguiente historia. Fuerzas profundas dentro de la tierra causan un hundimiento del suelo oceánico, originando una fosa con forma de V. La profundidad se estabiliza de los 10 700 metros, pero el material cortical, incluyendo los sedimentos, puede continuar descendiendo hacia el interior de la tierra. Esto viene avalado por el hecho de que las fosas mas profundas no contienen virtualmente sedimentos, a pesar de ser excelentes trampas naturales para los mismos. Durante esta etapa del desarrollo de la fosa hay una actividad violenta, volcánica y sísmica.
En la última etapa, las fuerzas internas que han arrastrado y comprimido la corteza bajo la fosa se empieza a rellenarse de sedimentos. La fosa adquiere forma de U y su fondo se vuelve plano, debido a la acumulación de sedimentos que cubren las irregularidades topográficas. Esta acumulación puede ser tan grande, que cuando se restablece el equilibrio isostático se elevan por encima del nivel del mar, formando autenticas islas. Los estratos de la zona superior están formados por rocas depositadas en aguas pocos profundas, tales como las calizas de Tonga y las Marianas. Además, al existir tal cantidad de sedimentos puede entrar en juego otro proceso, ya que, debido a su pequeña conductividad calorífica, los sedimentos originan una capa aislante durante la formación de la fosa. Dicha capa impide el flujo térmico desde el interior y causa un aumento de temperatura que puede fundir, parcialmente, las rocas del fondo. El material fundido tiene a ascender y transformar las rocas más densas y la parte inferior de la secuencia sedimentaria en rocas graníticas. De esta forma la corteza aumenta de espesor.
Algunos geofísicos han sugerido que esto es un ciclo que se repite durante los tiempos geológicos: los continentes crecen a expensas de las cuencas oceánicas. Uno piensa que naturalmente, en las estrechas y alargadas estructuras denominadas geosinclinales, en donde los sedimentos se han acumulado y han formado cordilleras por comprensión y plegamiento. Sabemos que esto no es así, porque la mayoría de los sedimentos del geosinclinal se depositan en aguas someras, en vez de en fosas profundas. Sin embargo, esta apariencia puede, en algunos casos, ser una ilusión. Ya que las muestras recogidas en el fondo de las fosas más profundas se asemejan en muchos aspectos a los depósitos de aguas someros.
Es cierto que las rocas sedimentos de los geosinclinales continente fósiles bentónicos irreconocibles. Pero las fosas albergan una pequeña fauna que puede dar una evolución diferente.
Las profundidades de una fosa son completamente afóticas, excepto para los organismos que producen una tenue y débil luz; por consiguiente, las plantas no pueden vivir aquí. Los animales y las bacterias de los abismos deben comer alimentos diseminados que les proporcionan las plantas y los animales que viven en la parte superior del mar. Las aguas son muy frías; actualmente tiene una temperatura de 2,5°C, si bien en anteriores épocas geológicas podían tener 13, 5°C más de temperatura. La presión en el fondo de una fosa es, naturalmente, enorme (mayor 1,2 Tm. Por centímetro cuadrado).
La expedición danesa Galatea, hace algunos años, recogió unos pocos animales del suelo de fosas de más de 10 000 metros de profundidad. Los principales animales capturados eran cohombros marinos y anémonas de mar, algunas de las cuales serían, muy probablemente, las cuales que dieron en su día fósiles características. También se obtuvieron gusanos, almejas y crustáceos, junto con hermosos ejemplares de esponjas transparentes.
Por otra parte, los materiales que generalmente se ha supuesto que solo se depositaron en aguas someras, hoy en día se han encontrado en el fondo de algunas de las grandes fosas. La expedición Galatea encontró arena de grano fino, guijarros, cantos y restos de plantas terrestres en el suelo de la fosa de Filipinas. El observatorio Geológico de Lamont, de la Universidad Columbia, encontró en el centro de la fosa de Puerto Rico los restos de plantas y animales que solamente viven en agua poco profundas. Además, al sondear el fondo llano de la zona norte de la fosa de Acapulco se recogió un testigo con un lodo negro y blanco que contenía gran cantidad de restos orgánicos y sulfuros de hidrogeno, mientras que en otros testigos había arenas y arcillas grises y marrones interestratificadas con fragmentos leñosos carbonizados y finos limos de color gris.
Sin embargo, es evidente que algunos geosinclinales importantes, como el que dio origen a los Montes Apalaches, no pudo tener fosas profundas, porque sus depósitos cenagosos y de llanuras de inundación están interestratificados con sedimentos marinos, y, por lo tanto, estos han debido de depositarse en agua someras.
Las actuales fosas, pueden ser formaciones raras que no existieron durante la mayor parte de los tiempos geológicos, esta suposición puede ser rechazada por muchos geólogos, porque es difícil de armonizar con el principio de que el presente es la clave del pasado. Debemos continuar la investigación de las fosas antiguas en los fondos oceánicos profundos, en las áreas marginales de aguas someras y también en los continentes.
- LOS SEDIMENTOS BLANDOS O DEBILMENTE CONSOLIDADOS (capa 1) son espesos de promedio (la mitad de los sedimentos oceánicos se conservan a lo largo de los márgenes continentales; es decir, fuera de la corteza oceánica). La capa 1 es prácticamente inexistente cerca del eje de las dorsales activas, y su potencia aumenta progresivamente hacia las cuencas oceánicas, donde puede alcanzar 2 o 3 km localmente (media:500m).
Todos estos sedimentos han conservado la misma posición que tenían cuando se depositaron: salvo en zonas de fractura y márgenes continentales, no han sufrido deformación alguna. Su edad es relativamente reciente: no se conocen sedimentos anteriores al Jurásico, situados sobre la corteza oceánica.
-EL ZOCALO (capa 2 o “basamento” de los autores de lengua inglesa) es generalmente basáltico. En superficie, forma a menudo “colinas submarinas” y generalmente posee “lavas almohadillas”, (“pillows”) y “lavas cordadas”, que se han observado por foto-grafía submarina o en inmersiones profundas y se han estudiado por sondeos. Por tanto, parece claro que la capa 2 se origina por erupciones volcánicas submarinas, pero es posible que contenga asimismo sedimentos consolidados o semiconsolidados atrapados entre las coladas basálticas en el momento de la formación de la corteza oceánica en el eje de las dorsales activas.
-LA CAPA OCEANICA es mucho menos conocida, y su verdadera naturaleza promueve todavía frecuentes discusiones y controversias. La diferenciación de basaltos (capa 2) a partir de un magma mantélico implica la formación simultánea de rocas mucho más básicas (cumulados ricos en olivinos y plagioclasas) que podrían constituir la capa 3. Se trataría en este caso principalmente de gabros y metagabros asociados a peridotitas.
La corteza oceánica ocupa el 60% de la superficie del globo. Está restringida naturalmente a las regiones oceánicas. Pero, cuando estas regiones sufren esfuerzos tectónicos en la zona de convergencia de placas (márgenes continentales activos y cadenas plegadas), puede suceder que porciones de corteza oceánica sean llevadas a la superficie e incorporadas al continente. De esta manera interpretan muchos geólogos los célebres mantos de ofiolitas de las cadenas plegadas, que serían los testigos de antiguos océanos desaparecidos por subducción.
El fondo del Océano
El resultado es un grupo emparejado de bandas paralelas en ambos lados. Estas muestras prueban la existencia de corrientes simétricas y hacen posible determinar su edad, ya que corresponden a muestras similares que han sido datadas fidedignamente por otros métodos.
La pendiente de la cordillera centro-oceánica viene determinada por un equilibrio entre el ritmo con en el que el materiales separa del centro de expansión y al ritmo al que se hunde, a medida que pasa el tiempo, después de su solidificación. Este último permanece constante en toda la cuenca oceánica y parece depender de la edad de la corteza; puede calcularse si la edad de la corteza oceánica (según indican las muestras magnéticas) se relaciona con la profundidad a la cual yace una sección particular. Dichos cálculos muestran que la corteza se hunde unos 9 cm. Cada 1.000 años durante los primeros 10 millones de años después de su formación; 3.3 cm. Cada 1.000 años durante los siguientes 30 millones, y 2 cm. Cada 1.000 años a partir de entonces.
En el Sur de la cordillera centro-atlántica el suelo marítimo ha permanecido al mismo nivel durante veinte millones de años.
El ritmo al cual el suelo marítimo se expansiona varia de uno a diez centímetros al año. El expansionamiento rápido forma amplias elevaciones y suaves laderas como las de la cordillera del Pacifico Este. Los escarpes con las laderas cóncavas de la cordillera centro-atlántica fueron, sin embargo, formados por una expansión lenta. Según que las laderas sean escarpadas o suaves, el borde posterior de las placas, en el centro de expansión, esta unos tres kilómetros más alto que el borde delantero. La causa de esta diferencia de elevación no se conoce. El calor origina algunos levantamientos, y el enfriamiento, algunos hundimientos, pero el relieve total parece demasiada grande para ser atribuido a la expansión térmica. El enfriamiento puede ser causa del relativamente rápido hundimiento observado durante los primeros diez millones de años, pero el hundimiento siguiente continua siendo un enigma.
Hace una década, la escasa información obtenida sugería que las cordilleras centro-oceánicas del Atlántico y del Pacifico eran continuas con algunas ramificaciones. Estudios más completos han revelado que las placas tienen rotos sus bordes. Una cordillera centro-oceánica, en lugar de extenderse entera a lo largo de miles de kilómetros, en los bordes posteriores de dos placas, forma una línea en zigzag compuesta de muchos segmentos cortos conectados por las zonas de fractura a otras cordilleras, a fosas, a cordilleras de montañas recientes o a unas zonas hundidas de la corteza. Las zonas de fractura unida a los segmentos de la cordillera están asociadas con lo que se denomina fallas de transformación. Dichas zonas proporcionan importantes datos para la historia de una placa, debido a que forman algunos bordes de la misma y coinciden con círculos alrededor de un polo de rotación que indican, por tanto, la dirección en la cual se han estado moviendo.
Por lo que se ha dicho hasta ahora, parece que los centros de expansión son fijos y estacionarios. El resquebrajamiento constantemente repetido de la nueva corteza en el centro de expansión produce márgenes continentales simétricos, bandas magnéticas simétricas, flancos simétricos de las cordilleras e incluso agrupaciones simétricas de montañas. Sin embargo, a menudo sucede que el mismo centro de expansión se mueve. Raramente este movimiento origina la simetría geológica. Todo lo que se requiere para mantener la simetría es que el centro de expansión se mueva exactamente a la mitad de velocidad a la cual las placas se están separando. Si se mueve más deprisa o más despacio, la simetría de las bandas de orientación magnética se destruye.
El movimiento de los centros de expansión es la causa de algunas de las mayores estructuras del suelo oceánico. La cordillera oceánica de Chile, frente a la costa Suramericana, y la cordillera del Pacifico Este son puntos de expansión adyacentes, ya que no hay hundimiento de la corteza entre ellas y nueva placa esta añadiéndose constantemente en el borde interior de cada elevación. Por lo menos unos de los centros debe estar moviéndose, porque si no la cuenca existente entre ellas debería plegarse y originar una cadena de montañas, o bien hundirse y formar una fosa.
La capa volcánica, al igual que la capa oceánica, se forma en el centro de expansión. Las mediciones acústicas del espesor de esta capa en los centros de expansión, en los flancos de las cordilleras centro-oceánicas y en el fondo oceánico muestran que, al menos parte de la capa oceánica evoluciona lentamente desde el manto, en lugar de solidificarse rápida y completamente en el centro de expansión. En dicho centro, el grosor de la capa depende de la rapidez del movimiento del suelo del océano. En regiones tales como el Atlántico Sur, donde el suelo se desliza dos centímetros por año, no se forma ninguna capa oceánica dentro de un radio de cien kilómetros alrededor del centro de expansión. Más allá de éste la capa oceánica se acumula rápidamente, alcanzando un grosor normal de cuatro a cinco kilómetros en la ladera de la cordillera centro-oceánica. Un ritmo de deslizamiento de tres centímetros por año esta asociado con una capa oceánica de escasamente de dos kilómetros de profundidad en el centro, que engrosa un kilómetro en 13 millones de años. Una placa, con un ritmo de expansión de 8 cm por año, tiene 3 kilómetros de profundidad en el centro y engrosan un kilómetro en 20 millones de años. Por tanto, cuanto más delgada sea la corteza inicial, mas rápidamente aumentara el grosor según vaya moviéndose la corteza.
El flujo continuo de material a partir de un centro de expansión, produce fallas, erupciones volcánicas y corrientes de lava a lo largo de la cordillera centro-oceánica, que originan montañas y escarpes.
La actividad volcánica y las fallas, que en un primer momento se forman en los centros de expansión, disminuyen rápidamente a medida que la placa envejece, pero la actividad volcánica, en cierta manera, no esta nunca totalmente ausente.
Los conceptos de expansión del suelo oceánico y placas tectónicas permiten una evaluación cuantitativa de la interacción de muchas variables importantes en geología marina. Combinando la observación empírica con la teoría, es posible no solo explicar, sino también predecir, el grosor y edad de los sedimentos de un punto determinado, la escala y la orientación del relieve topográfico, el espesor de diferentes capas de la corteza, la orientación y equivalencia de las franjas de orientación magnética, la distribución y profundidad de antiguas islas hundidas, la creación de fosas y cordilleras recientes, las características de los terremotos y muchos otros fenómenos que anteriormente eran inexplicables e impredecibles. Esta revolución en la geología marina puede tardar algunos años en encontrar su curso.
Las Fosas del Pacífico
El 28 de Abril de 1789, el teniente de navío William Bligh, al mando del Bounty, al servicio de su Majestad, tuvo importancia disputa en el Océano Pacifico con su primer oficial, Fletcher Christian, como consecuencia de la cual se separaron y navegaron en direcciones opuestas. Christian en el Bounty y Bligh en la lancha del barco. Este histórico motín ocurrió cerca del gran volcán de Tofua, en las islas Friendly, más conocidas hoy en día como las Islas Tonga. Bligh y Christian sabían perfectamente que la topografía oceánica alrededor de estas islas era desconocida y que en ellas anidaban piratas que vivían del pillaje sobre el reducido tráfico de las islas. Ellos, sin embargo, no conocían los métodos para sondear el fondo marino, ya que todavía no se habían inventado; ni que en este lugar un día se iba a realizar uno de los descubrimientos más importantes en la historia de la exploración marina.
Bajo el plácido mar, al este de las islas tonga, se abre un enorme abismo de casi once kilómetros de profundidad. Cien años después del Bounty, otro buque británico al servicio de Su majestad fue el primero en averiguar su profundidad. Pelham Aldrich, capitán del Egeria, al inspeccionar el fondo oceánico que rodea a estas islas, quedo sorprendido al encontrar que en dos ocasiones la sonda no toco el fondo hasta los 7 300 metros.
El descubrimiento de Aldrich impulso a otras naciones a enviar expediciones para explorar los fondos abisales de Tonga.
Eventualmente ellos trazaron una gran fosa que abarcaba desde las islas Tonga hasta el sur de las islas Kermadec. La profundidad sondeada recientemente por el buque oceanográfico Horizon, de la Scripps Institution, es de unos 10 700 metros. Si el Everest estuviese sobre este inmenso abismo todavía quedaría a 1 800 metros bajo el nivel del mar.
La fosa de Tonga – Kermadec hoy es conocida, pero no es nada más que una de la amplia serie de fosas estrechas y profundas que están situadas alrededor de la cuenca central del pacifico. Todas ellas son paralelas a los archipiélagos o a las cordilleras en las costas de los continentes. A lo largo de la costa de América del Sur, el desnivel entre la clima de los Andes y el fondo de las fosas marinas es mayor de 12 200 metros. Y la longitud de estas fosas submarinas no es menos importante que su profundidad: algunas tienen 3 200 kilómetros de largo.
Estas grandes incisiones en el suelo oceánico son tan diferentes de cualquier otro accidente en la tierra, que difícilmente las podemos imaginar. Es difícil de comprender la realidad de un abismo tan profundo como seis veces el Gran Cañón del Colorado y con una longitud equivalente a la distancia entre Nueva York y Kansas city. Sin embargo, estas son las dimensiones de la gran fosa de Tonga – Kermadec.
El tamaño y la forma peculiar de las fosas del Pacifico nos causa verdadera admiración.
Las fosas solo han sido exploradas de una forma muy general, pueden hacerse algunas tentativas para contestar a estas preguntas, basándonos en la información ya obtenida. Podemos tomar la fosa de Tonga – Kermadec como un ejemplo típico.
La fosa se encuentra situada al este de los archipiélagos de Tonga y Kermadec en una larga línea, aproximadamente recta, de dirección Norte – Sur. En su extremo norte describe una ligera curvatura.
Comienza allí como una suave depresión en forma de cuchara continua hacia el sudeste entre Tonga y Samoa, entonces hace un recodo y adquiere mayor profundidad, tomando la dirección sur durante 2 000 kilómetros y finalmente, disminuye su profundidad y desaparece al norte de Nueva Zelanda. En la parte central, que es la más profunda, la fosa es muy estrecha, con menos de ocho kilómetros de anchura. Su forma es de V, pero la rama de la uve más próxima a las islas tiene una inclinación mucho mayor que la rama que se adentra en el mar. En aquella, la pendiente media es del 16 al 30 por 100 (como ejemplo de un lugar cuyo escarpe sea mayor del 24 por 100 podemos citar el Gran Cañón en el Bright Angel). En sección longitudinal, la fosa esta formada por depresiones profundas por depresiones profundas separadas por unas zonas alomadas. Da la impresión de ser un rosario de perlas o una cordillera invertida.
Las islas que se encuentran en el borde oeste de la fosa representan parte de la misma estructura cortical. Están situadas sobre dos líneas, en una cordillera de 1 600 kilómetros de longitud, sobre el lado oeste de la fosa. Las islas de la región polinesica de Tonga están cubiertas de calizas, depositadas en aguas someras durante la última era geológica. Estas islas descansan sobre amplios bancos de coral, sumergidos a una profundidad que oscila entre los 55 y 110 metros, y forman una serie de terrazas que se elevan unas decenas de metros por encima del nivel del mar. Al oeste de las islas calizas, y separadas de ellas por un mar somero, se encuentran una serie de volcanes submarinos y elevadas islas volcánicas. Los volcanes son explosivos, al contrario de la apacible variedad hawaiana. Han acumulado grandes cantidades de productos volcánicos en el fondo marino circundante. Cinco volcanes de las islas han hecho erupción en los últimos cien años, y el peligro de nuevas explosiones han forzado al gobierno de Tonga a evacuar a sus habitantes. También hay actividad volcánica bajo la superficie marina. Uno de ellos, el banco Falcon, se elevo varias decenas de metros sobre el mar durante una erupción. Realmente, a este banco se le denomina la isla de Falcon. Después de cada erupción las olas erosionan rápidamente la laca emanada que emerge sobre el nivel del mar, y al cabo de unos pocos años el volcán esta nuevamente sumergido.
El fondo de la fosa de Tonga – Kemadec es rocoso y parece que esta desprovisto de sedimentos. Durante la expedición Capricornio de la Scripps Institution, en 1952-1953, se utilizo un recogemuestras con un fuerte lastre de plomo, que debido a las difilcutades surgidas con el mecanismo de subida fue arrastrado por el suelo oceánico durante varias horas hasta que pudo izarse, subiendo en muy mal estado a consecuencias de los choques sufridos con las rocas del fondo. El recogemuestras, de acero, quedo doblado y el lastre de plomo parecía como si hubiera sido golpeado con un martillo y con un cincel. Pequeños fragmentos de rocas volcánicas negras estaban empotrados en el plomo.
En el lado de la fosa que da al océano ha crecido, con facilidad, un único como volcánico que tiene 8 200 metros de altura, tan solo separado por 370 metros de la superficie del mar. Su cima es una zona plana y extensa, inclinada hacia el Oeste. Un estudio más amplio de este gran cono, una de las montañas más altas de la tierra, debe explicarnos mucho sobre la historia de la fosa. Casi con certeza esta zona llana fue moldeada por las olas cuando la parte mas alta del cono estaba por encima del nivel del mar. Si se pudiesen recoger fósiles de aguas someras en esta zona plana, podríamos determinar con exactitud la época en que ocurrió el hundimiento, y quizás cuando empezó a bascularse hacia el Oeste. Esto, por lo tanto, nos puede informar sobre el grado de la flexión e inmersión del fondo de la fosa.
La fosa de Tonga, como ya dijimos, es una de las grandes fosas del Pacifico. Otros surcos gigantescos son las fosas de Aleutiamas, las Kuriles, Japón, Filipinas y la de Java, situadas al norte y al oeste del océano, y las de Acapulco y Perú y Chile en el este. Es un hecho notable y probablemente significativo que todas las fosas mas profundas tengan, aproximadamente, la misma profundidad máxima; la mayor de todas las encontradas hasta ahora esta en la fosa de las Marianas, al sudeste de la misma, y oscila entre los 10 760 y 10 870 metros. Esta fue medida con gran precisión por el Challenger (al servicio de Su Majestad), el homónimo actual del famoso buque que viajo alrededor del mundo en 1870, marcando el comienzo de la moderna oceanografía. El Challenger original, efectivamente, descubrió la depresión de las Marianas, y desde hace muchos años se conoce como la fosa de Challenger.
Todas las fosas, generalmente, parecen tener forma de V en sección, aunque algunas están ligeramente aplanadas en el fondo. En las fosas del Japón y Filipinas, esta parte plana tiene de tres a dieciséis kilómetros de anchura. Algunas fosas en forma de V contiene algún sedimento, este no puede tener nada mas que unas decenas de metros de espesor.
La exploración directa de las fosas es muy difícil. Su gran profundidad y estrechez son un obstáculo formidable. Para bajar una draga u otro pesado recogemuestras al fondo de las grandes fosas, el barco necesita un cable delgado del acero más resistente y un torno con una potencia especialmente indicada para esto. Hoy en día solamente existen tres tornos con estas características especiales. Uno se construyó para la expedición sueca Albatros de 1948 – 1949, y posteriormente fue utilizado en la expedición danesa Galatea de 1950 – 1952. Otro está instalado en el buque oceanográfico Spencer F. Baird , perteneciente a la Institución Scripps. Y el tercero esta en el barco soviético de investigación Vitiaz. El cilindro del torno en el Baird contiene 12 000 metros de cable. Cuando este cable, con su respondiente recogemuestras, fue descendido a la fosa de Tonga, la tensión del cable en cubierta era de doce toneladas.
Descender una draga o recogemuestras lleva varias horas. Es complicado por el problema de mantener un pequeño barco en un determinado punto del mar, con frecuencia bajo la acción de corrientes fuertes e impredecibles y vientos variables. Siempre existe el peligro de que se enganche el cable o se rompa la maquinaria, debido a la fuerte tensión a que esta sometida, perdiéndose el precioso cable. Tal accidente trae consigo el fracaso de la empresa, con la consiguiente perdida del tiempo y del esfuerzo de enviar un barco científico a una remota parte del mundo.
Si es difícil sondear y recoger muestras del fondo, el perforarlo, para averiguar que es lo que hay debajo de el, es quizás imposible con las técnicas actuales. Tales exploraciones debemos hacerlas por métodos indirectos: estudio de las ondas sísmicas, medidas de las anomalías gravimetrías, flujo térmico a través de la corteza y las propiedades magnéticas de las rocas subyacentes.
La zona de las fosas es la región de nuestro planeta que presenta la actividad sísmica más intensa. Casi todos los terremotos más importantes, especialmente los originados a gran profundidad, tienen lugar en esta zona. Estos están relacionados con las fosas más profundas y de mayor pendiente, lo cual nos sugiere que las fuerzas causantes de las fosas se encuentran bajo la superficie terrestre.
Los terremotos pueden, realmente, ser los causantes de la banda de volcanes explosivos paralela a las fosas. Algunos investigadores han propuesto que el calor producido en el hipocentro de un terremoto fundiría las rocas adyacentes y que el material fundido ascendería y seria expulsado por los volcanes.
Los estudios de la refracción sísmica han aclarado la índole de la corteza debajo de las fosas. Estas investigaciones han demostrado que debajo de las fosas (Tonga y otras) la corteza externa es tres veces menos que bajo los continentes. Por lo tanto, llegamos a la importante conclusión de que la corteza en las fosas es oceánica y no continental.
El fenómeno más sorprendente asociado a las fosas es la anomalía gravimétrica negativa. La fuerza de gravedad depende de la cantidad de material existente entre la superficie y el interior de la tierra. En general, esta fuerza para una determinada latitud, es aproximadamente la misma en los océanos que en los continentes, a pesar de que el volumen de rocas en un área continental es mayor que en igual área oceánica. Evidentemente, los continentes flotan sobre el suelo oceánico como bolsas de material ligero en un medio más denso. Dentro de los continentes hay pequeñas diferencias de gravedad entre las grandes montañas y las penillanuras. Comúnmente se supone que debajo de las montañas existen raíces de las mismas, mientras que en las zonas llanas no. Esto es lo que se conoce como equilibrio isostatico de la corteza terrestre.
Las medidas de la gravedad tomadas cerca de las fosas muestran diferencias pronunciadas con los valores esperados. Estas anomalías gravimetriítas son las mayores que existen en la tierra. Resulta evidente que el equilibrio isostatico no existe en estas zonas. Las fuerzas producen la fosa deben de actuar contra la fuerza de la gravedad para colocar la corteza debajo de la fosa.
El flujo térmico puede determinar que son estas fuerzas. Se sabe que hay un flujo constante de calor desde el interior de la tierra hacia la superficie. La mayor parte de este calor esta originado por la desintegración de los elementos radiactivos en la corteza y en el manto superior (justo en el límite con la corteza). Cerca de la superficie el calor se transmite afuera por conducción, pero a mayor profundidad puede haber un movimiento lento hacia arriba de la misma roca caliente, que conduciría el calor hacia la superficie. Si en alguna región de la tierra las rocas de estas profundidades se mueven hacia la superficie, deben de existir otras regiones donde las rocas enfriadas se dirijan hacia el interior. Este movimiento puede reducir el flujo térmico. Nuevas medidas, efectuadas cerca de las fosas de Acapulco, han demostrado que allí el flujo térmico es inferior a la mitad del flujo medio de la superficie terrestre (este es de unas cuarentas calorías por año y por centímetro cuadrado). Así, rocas relativamente frías pueden estar descendiendo lentamente por debajo de las fosas. Tal flujo descendente arrastraría la corteza junto con el y explicaría perfectamente la formación de la fosa. Si este proceso esta ocurriendo, el manto terrestre estará más frió debajo que en cualquier otra parte. Las medidas magnéticas indican que efectivamente es así, pero son muy pocas como para ser concluyentes.
Especulando con lo que conocemos, podemos imaginar que una fosa tiene la siguiente historia. Fuerzas profundas dentro de la tierra causan un hundimiento del suelo oceánico, originando una fosa con forma de V. La profundidad se estabiliza de los 10 700 metros, pero el material cortical, incluyendo los sedimentos, puede continuar descendiendo hacia el interior de la tierra. Esto viene avalado por el hecho de que las fosas mas profundas no contienen virtualmente sedimentos, a pesar de ser excelentes trampas naturales para los mismos. Durante esta etapa del desarrollo de la fosa hay una actividad violenta, volcánica y sísmica.
En la última etapa, las fuerzas internas que han arrastrado y comprimido la corteza bajo la fosa se empieza a rellenarse de sedimentos. La fosa adquiere forma de U y su fondo se vuelve plano, debido a la acumulación de sedimentos que cubren las irregularidades topográficas. Esta acumulación puede ser tan grande, que cuando se restablece el equilibrio isostático se elevan por encima del nivel del mar, formando autenticas islas. Los estratos de la zona superior están formados por rocas depositadas en aguas pocos profundas, tales como las calizas de Tonga y las Marianas. Además, al existir tal cantidad de sedimentos puede entrar en juego otro proceso, ya que, debido a su pequeña conductividad calorífica, los sedimentos originan una capa aislante durante la formación de la fosa. Dicha capa impide el flujo térmico desde el interior y causa un aumento de temperatura que puede fundir, parcialmente, las rocas del fondo. El material fundido tiene a ascender y transformar las rocas más densas y la parte inferior de la secuencia sedimentaria en rocas graníticas. De esta forma la corteza aumenta de espesor.
Algunos geofísicos han sugerido que esto es un ciclo que se repite durante los tiempos geológicos: los continentes crecen a expensas de las cuencas oceánicas. Uno piensa que naturalmente, en las estrechas y alargadas estructuras denominadas geosinclinales, en donde los sedimentos se han acumulado y han formado cordilleras por comprensión y plegamiento. Sabemos que esto no es así, porque la mayoría de los sedimentos del geosinclinal se depositan en aguas someras, en vez de en fosas profundas. Sin embargo, esta apariencia puede, en algunos casos, ser una ilusión. Ya que las muestras recogidas en el fondo de las fosas más profundas se asemejan en muchos aspectos a los depósitos de aguas someros.
Es cierto que las rocas sedimentos de los geosinclinales continente fósiles bentónicos irreconocibles. Pero las fosas albergan una pequeña fauna que puede dar una evolución diferente.
Las profundidades de una fosa son completamente afóticas, excepto para los organismos que producen una tenue y débil luz; por consiguiente, las plantas no pueden vivir aquí. Los animales y las bacterias de los abismos deben comer alimentos diseminados que les proporcionan las plantas y los animales que viven en la parte superior del mar. Las aguas son muy frías; actualmente tiene una temperatura de 2,5°C, si bien en anteriores épocas geológicas podían tener 13, 5°C más de temperatura. La presión en el fondo de una fosa es, naturalmente, enorme (mayor 1,2 Tm. Por centímetro cuadrado).
La expedición danesa Galatea, hace algunos años, recogió unos pocos animales del suelo de fosas de más de 10 000 metros de profundidad. Los principales animales capturados eran cohombros marinos y anémonas de mar, algunas de las cuales serían, muy probablemente, las cuales que dieron en su día fósiles características. También se obtuvieron gusanos, almejas y crustáceos, junto con hermosos ejemplares de esponjas transparentes.
Por otra parte, los materiales que generalmente se ha supuesto que solo se depositaron en aguas someras, hoy en día se han encontrado en el fondo de algunas de las grandes fosas. La expedición Galatea encontró arena de grano fino, guijarros, cantos y restos de plantas terrestres en el suelo de la fosa de Filipinas. El observatorio Geológico de Lamont, de la Universidad Columbia, encontró en el centro de la fosa de Puerto Rico los restos de plantas y animales que solamente viven en agua poco profundas. Además, al sondear el fondo llano de la zona norte de la fosa de Acapulco se recogió un testigo con un lodo negro y blanco que contenía gran cantidad de restos orgánicos y sulfuros de hidrogeno, mientras que en otros testigos había arenas y arcillas grises y marrones interestratificadas con fragmentos leñosos carbonizados y finos limos de color gris.
Sin embargo, es evidente que algunos geosinclinales importantes, como el que dio origen a los Montes Apalaches, no pudo tener fosas profundas, porque sus depósitos cenagosos y de llanuras de inundación están interestratificados con sedimentos marinos, y, por lo tanto, estos han debido de depositarse en agua someras.
Las actuales fosas, pueden ser formaciones raras que no existieron durante la mayor parte de los tiempos geológicos, esta suposición puede ser rechazada por muchos geólogos, porque es difícil de armonizar con el principio de que el presente es la clave del pasado. Debemos continuar la investigación de las fosas antiguas en los fondos oceánicos profundos, en las áreas marginales de aguas someras y también en los continentes.
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