Historia de la Tierra: Océanos, Oxígeno y Granito

Los océanos se formaron hace muchos millones de años como consecuencia del desplazamiento de los continentes, que al secarse dejaron grandes cuencas que se llenaron con el agua de lluvia. Esto sucedió cuando la Tierra aún se estaba enfriando y los volcanes expulsaban los gases que formaron la atmósfera terrestre.

La gran cantidad de vapor de agua acumulado en la atmósfera, procedente de los cometas que habían impactado contra la Tierra, cayó a la superficie en forma de lluvia y durante más de 60.000 años fue llenando las grandes cuencas que se habían formado al secarse los continentes. Más tarde, la Tierra continuó enfriándose y, como la actividad de los volcanes disminuyó, desde entonces, hace ya unos 100 millones de años, la cantidad de agua que contienen los océanos y mares no ha variado.

El oxígeno

Hace aproximadamente 3.500 millones de años, las bacterias comenzaron a producir oxígeno como un material de desecho de su actividad. Este oxígeno reaccionó con el hierro del océano para crear depósitos de minerales de hierro. Después de que el hierro del océano desapareció y terminó la formación de los minerales de hierro, aproximadamente hace 2.500 millones de años, se acumuló suficiente oxígeno para la respiración de animales que respiraban oxígeno, y comenzaron a aparecer organismos como los protozoos, las amebas, etc.

Estos organismos eran sofisticados: células simples con un solo núcleo. En células sofisticadas con un solo núcleo, tanto la respiración como la fotosíntesis son más efectivas, de manera que la producción de oxígeno, en el medio ambiente de los inicios de la Tierra, se aceleró.

El oxígeno continuó acumulándose a un paso acelerado, hasta que los niveles de oxígeno llegaron a un 1%. Mientras más oxígeno se acumulaba en la atmósfera, más se formaba la capa protectora de ozono.

El granito

Hace unos 3.400 millones de años, la Tierra todavía estaba dominada por océanos. Las islas que se habían formado habían desaparecido, y comenzaría una nueva actividad volcánica, creando una roca más dura que permitiría el nacimiento de los continentes: el granito.

Los núcleos primarios de los continentes (granito) están expuestos en el área de Barberton, Mpumalanga, Sudáfrica, en los picos visibles de un área llamada cratón de Kaapvaal, que es una masa gigante de granito antiguo.

Este granito es especial porque se forma de la mezcla de agua recalentada y lava basáltica. La roca basáltica es pesada, típica de la corteza oceánica. La roca granítica es liviana, resistente al poder erosivo de los océanos, y típica de la corteza continental. El granito emergió creando así los primeros protocontinentes granitoides.

Método sísmico

El método sísmico aporta información sobre la estructura interior de la Tierra. Se basa en el estudio de los terremotos y en el modo en que viajan las ondas que originan.

Los terremotos son vibraciones del terreno generadas por la liberación de la energía acumulada. Se originan al fracturarse grandes masas de rocas o, si ya estaban fracturadas, se produce un desplazamiento. Estas fracturas son fallas.

• Hipocentro: sitio donde se origina el terremoto.
• Epicentro: sitio más cercano en la superficie al hipocentro.

Tipos de ondas sísmicas

Ondas P

Se desplazan a mayor velocidad y llegan primero. Son ondas longitudinales, es decir, las partículas del terreno vibran en la dirección de propagación de la onda. A su paso, las rocas se comprimen y dilatan alternativamente.

Ondas S

Se propagan a menor velocidad. Son ondas transversales, que hacen vibrar las partículas del terreno en dirección perpendicular a la de propagación.

Propagación de las ondas

La velocidad a la que se propagan las ondas sísmicas depende de las características de los materiales por los que viajan. Cada variación en la velocidad de propagación provoca un cambio en la dirección de avance de la onda.

• Frente de onda: superficie que separa el material perturbado por el paso de la onda y el que aún no ha sido alcanzado por ella.
• Rayo sísmico: cada uno de los radios que parten del origen de la perturbación. Sigue una trayectoria rectilínea, pero si pasa de un medio a otro cambia (refracción). Cuando la velocidad se reduce, la trayectoria será curvilínea, y cuando se incrementa, será opuesta.

Si el interior terrestre fuese homogéneo, el rayo sísmico sería rectilíneo. Sin embargo, la velocidad de propagación de las ondas sísmicas en el interior terrestre sufre variaciones y, a veces, cambios bruscos llamados discontinuidades. La velocidad depende de la composición y del estado físico de los materiales.

Principales discontinuidades

• Discontinuidad de Mohorovičić (Moho): se encuentra a una profundidad de 25 a 70 km y diferencia la corteza del manto.
• Discontinuidad de Gutenberg: está a 2.900 km de profundidad. Las ondas P caen bruscamente y las ondas S dejan de propagarse. Esta discontinuidad separa el manto del núcleo, ya que las ondas S no se propagan por los fluidos, lo que indica una capa de material líquido.
• Discontinuidad de Lehmann: diferencia el núcleo externo fundido del núcleo interno sólido.

Gracias a descensos y aumentos de velocidad, también sabemos que existen un manto superior y un manto inferior.