© Mario Izquierdo
La orogenía, es el proceso por el cual se forman las montañas. Se forman, sobre todo, por plegamiento y fracturación.
Un orógeno, geológicamente, posee una composición muy compleja, apareciendo todo tipo de rocas, lo cual lleva a deducir que su formación ha pasado por diferentes etapas.
Las características de los orógenos son:
- Todos tienen forma lineal-alargada, conocida como cinturón orogénico, siendo su longitud de miles de kilómetros. Normalmente, suelen localizarse en los márgenes de los continentes, aunque no todos. Bajo la cadena orogénica existe una corteza gruesa, es decir, posee raíces.
- Los procesos orogénicos no son sincrónicos a nivel de cadena, sino que hay una propagación de procesos:
· Polaridad desde el eje del orógeno a la periferia.
· Migración desde un punto del eje hasta el otro extremo del eje.
- Las rocas sedimentarias que aparecen son de origen marino, con una potencia de 8 a 10 Km. Se sitúan en la periferia del orógeno.
- Las rocas metamórficas son sobre todo esquistos y gneises. Los minerales que contienen estas rocas indican que se han formado en condiciones de alta temperatura y presión. Se localizan en el núcleo del orógeno.
- Rocas plutónicas. Son fundamentalmente granitos en sentido amplio. Aparecen gabros en menor cantidad que las de carácter ácido, y su antigüedad es mayor que la de los granitos. Se localizan junto a las metamórficas.
- Rocas volcánicas. En general, pertenecen a la serie calco-alcalina (andesitas y riolitas, equivalentes volcánicos del granito). En algunos orógenos no aparecen estas rocas y donde hay se encuentran junto rocas plutónicas y metamórficas.
- Complejos ofiolíticos. Tienden a situarse en el núcleo del orógeno. Están metamorfizados en menor medida o a menor presión y temperatura que el metamorfismo orogénico. La secuencia ideal de un complejo ofiolítico de techo a muro es la siguiente:
Algunos ejemplos, los tenemos en Newfounland (Canadá) y Ballantre (Escocia).
- Deformación. Se encuentran deformados, aparecen pliegues y fallas. Según su comportamiento en la deformación, se distinguen dos unidades:
- El plegamiento es asimétrico, inclinado bien hacia un lado o hacia los dos lados del orógeno.
En función de la edad se distinguen 2 tipos de orógenos:
a) Antiguos. Se han formado hace más de 280 m.a. Están caracterizados por estar muy erosionados, y no presentan rocas volcánicas, sólo hay plutónicas y metamórficas, siendo el flujo de calor muy bajo. Tampoco aparecen relieves importantes, sólo existen unidades rígidas denominadas zócalos.
· Orógenos del Proterozoico. Tienen más de 570 m.a., presentando características particulares.
· Grenvilliense-Daslandiense. Proterozoico Medio a Superior (780 - 690 m.a.).
· Cadomiense. Se sitúa en el Vendiense Superior (570 m.a.).
· Orogenias del Paleozoico. Comprenden dos:
· Caledónica (517 - 439 m.a.). Que comprene los siguientes orógenos: Innuitiense, Caledónico, Varíscico y Norte de los Apalaches.
· Hercínico (410 - 280 m.a.). Se divide en tres ciclos: Prehercínico, Hercínico y Tardihercínico que en función del momento se distinguen las siguientes áreas: Varíscico, Apalaches y Norte de Africa.
b) Recientes. Se formaron hace menos de 280 m.a. Están poco erosionados y los relieves son importantes. A veces, aparecen rocas volcánicas y el flujo de calor es elevado. Suelen estar presente la actividad sísmica y en algunos casos, actividad volcánica. Incluye los siguientes:
· Alpina. Tuvo lugar hace 70 m.a. Afectó a las zonas actuales de los Alpes, Himalaya, Montañas Rocosas y los Andes, en España, concretamente, el Sistema Ibérico, Bético, y Pirineos. Tanto en los Alpes como en el Himalaya, no existen rocas ni plutónicas, ni volcánicas, sin embargo, en los Andes, dominan las rocas volcánicas y plutónicas.
Se pueden dividir en dos grandes grupos:
- Teorías fijistas o verticalistas. Incluyen a su vez:
- Teorías movilistas u horizontales.
· Hipótesis de la deriva continental.
En 1857, el geólogo americano Hall, publicó un amplio estudio sobre la cordillera de los Apalaches en el que destacaba la observación de las rocas plegadas en aquellas montañas eran más potentes que las depositadas en otras regiones durante la misma época. Como este hecho se probó generalizable a otras zonas orogénicas. Hall, llegó a la conclusión de que la orogenia en una zona iba siempre precedida de la instalación en ella de una profunda cuenca en la que se acumulaban espesores enormes de materiales sedimentarios.
El carácter lineal de las cordilleras de plegamiento llevó, lógicamente, a imaginar formas alargadas para estas cuencas. Otra observación básica, era que la facies de los sedimentos orogénicos se mantenía estable en toda la serie, de lo que se dedujo que la potencia del depósito también lo era, y por tanto que el fondo de la cuenca sufría un fenómeno de subsidencia, que compensaba la sedimentación.
Estas cuencas de sedimentación que a favor de una rápida subsidencia, reciben grandes espesores de material sedimentario para evolucionar luego en orógenos mediante plegamiento y elevación, recibieron el nombre de geosinclinales.
Más tarde, el concepto de geosinclinal, se precisó de la siguiente forma: "habría una plataforma entre la cuenca geosinclinal y el continente (lo que hoy se conoce como plataforma continental), que recibiría sedimentos arenosos y calcáreos no muy potentes, mientras que en el geosinclinal habría una sedimentación de grauwacas y materiales finos, con intercalaciones volcánicas". Este esquema general ha sido confirmado por la sedimentología moderna.
Pero, ¿cuál es el origen de los esfuerzos que provocaban estos plegamientos, largos y elevados?.
Hall, propuso que la subsidencia era la causa del plegamiento y de la actividad volcánica. Al alcanzar los sedimentos profundidades importantes se fundiría parte de la serie, deformándose plásticamente el resto.
En 1873, Dana -de origen americano- encontró dos objeciones a la teoría del geosinclinal:
- La subsidencia precede en muchos casos a la sedimentación, luego la subsidencia no pude ser la causa.
- La fuerza que produce el plegamiento en muchos casos es tangencial a la superficie terrestre (horizontal, si se consideran distancias cortas) como lo demuestra la asimetría del plegamiento, y en particular la existencia de mantos de corrimiento en muchas cadenas plegadas.
Dana, pensó que el origen de las fuerzas tangenciales era la contracción de la Tierra. El plegamiento de los geosinclinales sería análogo al arrugamiento de la piel de una fruta que se contrae. A esta teoría también se le pusieron objeciones ¿por qué existía plegamiento sólo en los surcos geosiclinales y no en toda la superficie del planeta?. Por otro lado, el argumento no resiste análisis cuantitativos, ya que, por ejemplo, el plegamiento de los Alpes, que ha implicado un acortamiento de 450 Km., requeriría por contracción un enfriamiento de 2400 °C, cifra enorme (la tercera parte del centro de la Tierra). Además, no tiene en cuenta las otras cadenas que se estaban plegando al mismo tiempo.
Después, ya en el siglo XX, se desmostró que la Tierra no disminuiría sistemáticamente de volumen con el tiempo.
Surgió en la Universidad de Utrech en 1930. Según esta teoría, una cadena de montañas se forma en dos fases:
1. En la primera, denominada tectogénesis primaria, se produciría un gran abombamiento de la corteza (geotumor), originado según Van Bemmelem, como consecuencia de la individualización del manto superior de una masa magmática ligera, el astenolito, de composición granítica o afín. El astenolito subiría, deformando así la corteza.
Otra posibilidad apuntada por Magnitsky y Kalashnikova en 1970, es que un descenso de presión en una zona del manto superior, puede provocar que una fase mineral se transforme en otra menos densa, lo que lleva asociado un aumento del volumen, ello sería la causa de la formación de un geotumor.
2. En la segunda fase, llamada tectogénesis secundaria, se producirían a favor de la undación una serie de desplazamientos gravitarios de tres tipos:
a) Los superficiales que incluirían pliegues submarinos gravitacionales y pequeñas fallas inversas de plano tendido.
b) Los de profundidad intermedia, serían grandes fallas inversas que se reflejarían en la superficie como basculamientos, es decir, en la inclinación de zonas extensas de la corteza.
c) Los más profundos o subcrustáles, implicarían a la corteza en un deslizamiento gravitatorio a favor de un gran geotumor.
A esta teoría, se pusieron las siguientes objeciones:
- No es posible la formación de una gran cantidad de magma de tipo granítico en el manto, cuando todos los datos petrológicos y geofísicos inducen a pensar que los magmas producidos en el manto son, sobre todo, de composición basáltica. Este problema para la génesis del geotumor, quedaría resuelto con la solución de Magnitsky y Kalashnikova, aunque en este caso habría que explicar la causa del descenso de presión del manto.
- Las pendientes necesarias para los deslizamientos gravitacionales requieren alturas enormes del geotumor, las cuales no parecen haber existido en las zonas orogénicas. Es más, los grandes plegamientos, parecen, en muchos casos, preceder a la elevación.
- La energía producida gravitacionalmente a favor de las megaundaciones sería del orden de 2·1023 ergios al años. Como la energía sísmica liberada cada año en la Tierra es de 6·1025 ergios, resulta evidente que la teoría de las undaciones no puede explicar el fenómeno sísmico en su totalidad, sino que no resuelve el problema de la producción de la energía con la que se deforman y elevan las rocas.
En 1967, el ruso V.V. Belousov propuso esta teoría para explicar la formación de los orógenos. Hay algunos aspectos de la teoría de las undaciones que también están presentes en esta, como es el caso de la intrusión de material del manto en la corteza continental. Belousov, fue el que más objeciones puso a la teoría de la tectónica de placas.
Belousov supone una intrusión de grandes masas de magma básico en la corteza continental, lo que implica un aumento de la densidad de la corteza continental, debido a que el granito, con una densidad de 2.7 gr/cc se transforma en la forma compacta del basalto, con una densidad de 3.6 gr/cc. Esta zona de la corteza sufriría un hundimiento. Los procesos derivados del hundimiento provocarían el levantamiento de los bloques contiguos y una subsidencia del bloque más denso, que ocuparía una posición central respecto de los levantados.
Las objeciones teóricas que existen en contra de esta teoría son que, para poder hundirse, la mezcla de la intrusión y lo intruido tiene que ser más densa que el manto, lo cual, aún contando con el aumento de la densidad de las intrusiones al solidificarse, resulta ser un proceso de base física.
De cualquier manera, no parece que la distribución de materiales obtenida a través de la oceanización pueda ser estable, ya que el material granítico se hundiría rápidamente al llegar al manto, recuperando de nuevo su posición superficial, lo que se traduciría en la formación de gran cantidad de rocas volcánicas silíceas, rocas que no parecen existir en las zonas oceánicas.
Esta teoría es la que acualmente es mas importante. Su origen se sitúa entre 1912 y 1915 cuando Wegener propuso la hipótesis de la deriva continental. Esta hipótesis postula que los continentes se separan debido a que estos se encuentran flotando sobre una zona interior fundida.
Inicialmente, se supuso que existía un supercontinente que recibió el nombre de Pangea (toda la Tierra) que en el Jurásico iniciaría su fragmentación.
La deriva continental viene apoyada por los siguientes argumentos:
Geofísicos. Basándose en el principio de la Isostasia, Wegener, decía que si se movían en la vertical, ¿por qué no en la horizontal?. En contra de esta idea se argumentaba que la Tierra era un cuerpo rígido, por lo que en él no eran posibles traslaciones continentales. Sin embargo, existía un grupo de geólogos entre los que estaban Holmes y Du Toit que apoyaban la teoría de Wegener, incluso Du Toit, en 1973, sugirió que existían dos masas continentales en lugar de un supercontinente.
El primer bloque, llamado Gondwana, estaría formado por América del Sur, Madagascar, India, Australia y la Antártida. Un segundo bloque, Laurasia, estaría integrado por lo que ahora es América del Norte, Groenlandia, Europa y Asia (menos India). El primer supercontinente se habría situado al sur, mientras el segundo en el norte.
Geológicos. Se funda en que las estructuras litológicas de las costas africanas y las de suramérica son iguales si se unen los dos continentes. Esta coincidencia sólo se cumple hasta el Mesozoico.
Paleontológicos. El estudio de las faunas fósiles de los dos continentes, reveló que eran más o menos análogas hasta el Mesozoico.
Inicialmente, se pensó que Africa y Suramérica, estuvieron unidos por puentes continentales, idea que se deshecharía más tarde, ya que, si esto hubiera sido cierto, se hubiera producido un hundimientos de dichos puentes, lo que implicaría que el mar avanzase, cosa que no ocurre realmente.
Paleoclimáticos. La existencia en Groenlandia de depósitos desérticos y en el desierto africano de rocas pertenecientes a glaciares. También en zonas húmedas aparecen grandes depósitos de evaporitas que sólo se forman en zonas desérticas.
Wegener, explicaba que las fuerzas que hacían que los continentes se desplazaran, venían producidas por la rotación terrestre, como consecuencia de esto, los continentes tendían a desplazarse hacia el Ecuador y en sentido oeste. El movimiento de avance de los continentes, provocaría que el frente de avance del continente se "arrugaría", mientras por el otro extremo irían quedando restos que darían lugar a islas (este movimiento se debería a la fuerza centrífuga).
Debido a la acción de la fuerza centrífuga resulta difícil que fuera posible el movimiento, pero aún siendo posible, al ser más densa la capa interior, impediría su movimiento. Otra objeción a esta teoría es que si hubiera pasado un continente sobre la placa oceánica, el fondo marino quedaría totalmente liso, cosa que no ocurre.
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