...eta plaka-tektonika hasi zen

Etxebeste Aduriz, Egoitz

Elhuyar Zientzia

Gaur egun planetak duen itxura plaka-tektonikari zor zaio, neurri handi batean. Plaka tektonikoak etengabe sortzen eta desagertzen ari dira, eta jarduera horretan sortutako indarrez eginak dira lurreko mendi, irla, lautada abisal eta itsaspeko mendizerrak. Geologian guztiz onartua dagoen teoria da. Baina, beti izan al da horrela? Edo, noiz hasi zen plaka-tektonika?

...eta plaka-tektonika hasi zen
2007/02/01 | Etxebeste Aduriz, Egoitz | Elhuyar Zientziaren Komunikazioa

(Argazkia: Cornell Unibertsitatea)
Fisika eta kimikarentzat atomoaren egituraren aurkikuntza edo biologiarentzat eboluzioaren teoria bezala da, geologiarentzat, plaka-tektonikaren teoria. Ia dena azaltzeko balio du.

XX. mendearen hasieran, Alfred Lothar Wegener alemaniarrak Kontinenteen Jitoaren Teoria plazaratu zuen. Kontinenteen formak, fosilak eta abar kontuan hartuz, garai batean Pangea kontinente handi bakar izan zena gaur egungo kontinenteetan zatituz joan zela proposatu zuen. Hortik abiatuta, plaka-tektonikaren teoria garatu zen gero. Eta, egun, inork ez du zalantzan jartzen. Lurrazala hainbat plakaz osaturik dago. Plaka horiek mugimenduan daude, dortsal ozeanikoetan sortu eta subdukzio-aldeetan desagertzen dira; hau da, plakak bat bestearen azpian hondoratzen dira, eta mantuan urtu.

Lurraren barruko beroa da plaka tektonikoen motorra, eta mantuaren eta lurrazalaren propietate fisiko-kimikoak garrantzitsuak dira teoria sostengatzeko. Baina, denboran atzera eginez gero, faktore horiek oraingoen antz gutxiago izateko probabilitate handiagoa dago. Zientzialari batzuek argudiatu izan dute behinola material bero eta bigunaren gainean zeudekeen lurrazal-plakak lodiegiak eta flotakorregiak ziratekeela bata bestearen azpian hondoratzeko, gaur gertatzen den moduan, eta plakak modu oso desberdinean mugitzea eragingo zuela lurrak hasieran zuen tenperatura altuak.

Lurraren antzeko beste planeta batzuetan ere ez da ikusi plaka-tektonikaren gisako fenomenorik. Planetek ez dute, nahi eta ez, modu horretan funtzionatu beharrik, eta, zientzialarien ustez, Lurrak ere ez du beti funtzionatu izan gaur bezala.

Zubi honek Eurasiako eta Ipar Amerikako plakak lotzen ditu. Bien artean lurrazal berria ari da sortzen.
Chris 73

Plaka-tektonikaren gakoak

Plaka-tektonikaren jatorria argitzea, ordea, ez da lan erraza. Batetik, egon daitezkeen arrastoak urriak eta interpretatzeko gaitzak dira, eta, bestetik, ez da erraza finkatzea zer faktore diren ezinbestekoak plaka-tektonikaren teoria azaltzeko. Zientzialari guztiak ez datoz bat, eta hainbat definizio ematen dituzte plaka-tektonikarentzat. Hala ere, gehienak ados daude teoriaren hiru gako-osagairekin: Lurraren azalean plaka zurrunak daude, plaka horiek hedapen ozeanikoaren bidez mugitzen dira lurrazal berria sortzen den heinean, eta plakak bat bestearen azpian hondoratzen dira subdukzio-aldeetan.

Baina hiru ezaugarri horietatik bat, eta ia bi, plaka-tektonikarik gabe ere gerta litezke Lurrean. Hau da, plaka zurrunak egon daitezke eta elkarrekiko mugitu, baina horrek ez du esan nahi, derrigor, plaka-tektonika dagoenik. Adibidez: ikerketa paleomagnetikoen arabera, Arkear garaian (orain 3.800-2.800 milioi urte) lurrazal-plakak bat bestearekiko mugitu zirela ikusi dute ikertzaileek; baina izotz-puskak ere modu berean mugitzen dira itsaso polarrean, eta ez daude plaka-tektonikaren eraginpean.

Hiruren artean, subdukzioak dirudi plaka-tektonikaren diagnosirako ezaugarririk egokiena. Subdukzioa plaka bat bestearen azpian hondoratzeko prozesua da, mantuan birziklatzeko. Horretarako, beharrezkoak dira plaka zurrunak, eta baita beste nonbait lurrazal berria sortzea ere, bestela, lurrazala desagertzen joango litzateke eta. Beraz, zientzialari batzuen ustez, garai hartan plaka-tektonika martxan zegoen adierazgarri dira subdukzio-arrastoak.

Subdukzioaren arrastoan

Subdukzio-aldeetan ohikoak dira sumendiak eta mendikateak.
Durhamgo Unibertsitatea
Robert Stern geologoak eraman du muturrenera argumentu hori. Iaz argitaraturiko lan batean proposatu zuen Lurrak ez duela plaka-tektonikarik izan bere bizitzaren lau bostenetan, eta soilik 1.000 milioi urte dituela eredu horrek. Bi ideia nagusitan oinarritzen da Stern. Batetik, plaka-tektonika ezin has zitekeela lurrazala nahikoa hoztu arte --eta hori, gutxi gorabehera, duela 1.000 milioi urte izan ei zen--. Eta, bestetik, subdukzioaren arrasto fidagarri bakarrak berriagoak dira, Sternen aburuz.

Subdukzio-arrasto gisa, hiru arroka-mota hartzen ditu aintzat Sternek. Batetik, ofiolitak; lurrazal ozeanikoaren zati bereizgarriak dira, eta, askotan, subdukzioaren eraginez kontinenteen ertzetan xehaturik agertzen dira. Bada, Sternen esanean, oso ofiolita gutxi dira mila milioi urte baino zaharragoak. Bestetik, eskisto urdinak basaltoari presio altua baina tenperatura baxua eragitean sortzen dira. Egun, subdukzio-aldeetan sortzen dira, baina eskisto urdin zaharrenak ez ditu 800 milioi urte baino gehiago. Eta, azkenik, plaka bat bestearen gainera igotzean, presio oso altuen bidez, sortzen diren egitura bereziek ere gehienez 630 milioi urte dituzte.

Beste puntu bat ere aipatzen du: plaka-tektonika bezalako prozesu baten hasierak planeta mailako ondorioak izango lituzke. Eta orain 780 eta 580 milioi urte artean glaziazio oso gogorrak izan omen ziren. Sternen ustez, plaka-tektonikaren hasierarekin, planeta hoztu zuen jarduera bolkanikoa handitu zen, eta horrek eragin zituen glaziazio haiek.

Lurra, artean gazte eta bero zela

Ikertzaile gehienen iritziz, zaharragoa da plaka-tektonika. Alfred Kröner, Alemaniako Mainzgo Unibertsitateko ikertzailea, ez dator bat Sternen argudioekin. Alemaniarraren ustez nahikoa ebidentzia dago pentsatzeko orain 3.100 milioi urte, gutxienez, martxan zegoela plaka-tektonika: lan geokimikoak, irudi sismikoak eta baita ofiolita gutxi batzuk ere.

Eskisto urdinak subdukzio-aldeetan sortzen dira, presio altuen eraginez.
UND

Geoff Davies modelatzaile australiarrak berriki argitaratutako lan batek, gainera, hasiera goiztiarra esplikatzeko zegoen arazo handienetako bat konpondu du. Hain zuzen, Daviesek eta beste ikertzaile batzuek proposatu zuten, 1990eko hamarkadaren hasieran, Lur goiztiarrean lurrazala lodiegia eta flotakorregia zatekeela plaka bat bestearen azpian sartu ahal izateko. Baina orain, kalkulu sofistikatuagoak erabiliz, lurrazala uste zen baino meheagoa izan zitekeela proposatu dute, 4 km-koa edo gutxiagokoa, egungoa baino ere meheagoa. Beraz, alde horretatik ez litzateke ezinezkoa plaka-tektonika uste baino goizago hasi izana.

Oso antzinakoak dira, halaber, Australia mendebaldeko Jack Hills eskualdeko zirkoiak. Horiek zeren arrastoa eman dezaketen jakitea, ordea, ez da gauza erraza. Zirkoiak garai Hadearrean (Lurra sortu zenetik, orain 4.570 milioi urte, duela 3.850 milioi urte arte) sortutako kristalak dira, geroago arroka gazteagoetan sartuak. Mark Harrison Kaliforniako Unibertsitateko geokimikariaren eta haren kideen ustez, lurrazal kontinentala duela 4.400-4.500 milioi urte existitzen zela adierazten dute Jack Hillseko zirkoiek.

Ondorio hori zirkoi-kristaletan aurkitutako hafnio-isotopo erradiaktiboen proportzioetatik atera dute. Izan ere, 176 Hf/ 177 Hf proportzioen arabera lurrazala eta mantua desberdin daitezke. Bada, azterketa horien bidez ondorioztatu dute garai hartarako bazela lurrazala, eta, gainera, berehala birziklatu eta mantu bihurtu zela. Eta hori plaka-tektonikaren gisako prozesuren baten bidez gertatzea litekeena dela uste du Harrisonek.

Baina Australiako Curtin Unibertsitateko Simon Wilde-ren ustez, ezin da hain urrutira joan Jack Hillseko zirkoiekin ondorioak ateratzean. Arroka horiekin tentuz ibili beharra dagoela dio, zirkoien puntu batetik besterako hafnio-proportzio desberdinen interpretazioak hainbat izan daitezkeelako. Bat dator Harrisonekin esatean nolabaiteko lurrazala bazegoela garai hartan, baina ez dator bat birziklapenaren eta plaka-tektonikaren puntuekin.

Haitz beraren bi aurpegi

Zirkoiak garai Hadearreko kristalak dira, eta arroka gazteagoetan txertaturik agertzen dira.
Carnegie Mellon Unibertsitatea
Australia mendebaldean bada beste egitura interesgarri bat: Pilbara deituriko harkaitz-egitura oso zahar bat. Hura ikertuta, Hugh Smithies geologoak dio plaka-tektonika duela 3.300 milioi urte hasi zela. Egitura beraren bi eremuk historia arras desberdina gordetzen dute, Smithiesen aburuz. Pilbararen ekialdeak 3.500-3.200 milioi urte ditu, eta ez du egungo plaka-tektonikaren lorratz nabaririk. Badago subdukzioa iradoki dezakeen adierazle geokimikorik, baina bestelako prozesu ez-tektonikoekin ere erraz esplika daitezke.

Mendebaldeko eremuak, aldiz, 3.300-3.000 milioi urte ditu, eta tektonikaren arrasto ugari. Bestela esplika ezin daitezkeen lorratz geokimikoak daude batetik; eta, bestetik, arku ozeaniko baten aztarnak ikusten ditu Smithiesek harkaitzen ezaugarri batzuetan. Arku ozeanikoak subdukzio-aldeetan sortu ohi diren irla-multzoak dira.

Baina hipotesi horrek ere badu aurkari bat. Galesko Cardiff Unibertsitateko Julian Pearce-ren ustez, Pilbararen mendebaldeko zatian aurki daitezkeen arrasto guztiak --esaterako, ezohiko ur-kantitatea duen magma edo leku desberdinetako lurrazal-materialak nahastea-- plaka-tektonikaren beharrik gabe esplika daitezke, bestelako fenomenoen bidez.

Zenbat buru, hainbat aburu

Harkaitzen egiturak aztertuz, subdukzioaren arrastoak aurki daitezke.
Johannes Gutenberg Unib.

Bada plaka-tektonika denboran zehar aldatu egin dela defendatzen duenik ere. Marylandeko Unibertsitateko Michael Brown geologoaren ustez, bi motatako tektonikak egon izan dira: egun ezagutzen duguna, eta bertsio goiztiarrago bat, duela 2.700-700 milioi urtekoa. Mineralen ezaugarriak hartzen ditu kontuan Brownek. Presio txikiagoan eta tenperatura altuagoan sortzen diren mineralak tektonika-mota zaharraren adierazle dira. Lur beroago bat iradokitzen dute, non subdukziorik ez zen gertatzen. Presio handian sortzen diren mineralek, aldiz, egungo plaken tektonika adierazten dute. Mineral horien ezaugarriak kontuan hartuz, benetako plaken tektonika, egungoa, duela 700 milioi urte hasi zela uste du Brownek.

Azkenik, beste batzuek proposatzen dute plaka-tektonika hainbat aldiz hasi eta gelditu dela Lurraren historian zehar.

Ikus daitekeenez, ez dago adostasun handirik egun munduari forma ematen dion prozesua noiz hasi zen esatean. Aztarna beretik abiatuta ere, interpretazioak oso desberdinak izan daitezke, zientzialarien arabera. Badirudi, hala ere, gehientsuenek orain 3.000-4.000 milioi urte artean kokatzen dutela. Baina eztabaida gori dago, oraindik. Eta geologoek tektonikaren arrastoan jarraitu beharko dute, lorratz berriak noiz aurkituko.

Lurrean bakarrik?
Lurra izan daiteke eguzki-sisteman plaka-tektonika duen planeta bakarra, hura baita, dirudienez, bolkanikoki eta tektonikoki aktiboa den bakarra. Garai batean Marte, Ilargia eta, ziurrenik, Merkurio ere bolkanikoki oso aktiboak izan baziren ere, egun jarduera bolkanikorik gabeko gorputzak dira. Horrelako jarduerak izateko, beharrezkoa da barne-energia edukitzea. Eta Martek, Merkuriok eta Ilargiak, Lurra baino askoz txikiagoak izanik, askoz azkarrago galdu zuten barne-beroa.
Marte bolkanikoki oso aktiboa izan zen, garai batean.
(Argazkia: NASA)
Artizarra, aldiz, aktiboa izan daiteke oraindik. 1979an, sufre-kantitate handia detektatu zuten goi-atmosferan, eta hurrengo urteetan behera egin zuen kantitate horrek. Zientzialarien ustez, sumendi-erupzio bat izan zitekeen. Gainera, 1990ean radar-irudiek ezaugarri bolkanikoak eta Lurreko zanga ozeanikoen antzeko bailara estu sakonak jarri zituzten agerian.
Ganimedesen azala (Jupiterren sateliteetako bat), bestalde, Lurreko plaken antzeko hainbat zatitan apurturik dago, eta zati batzuen artean sakonune estu eta luzeak ageri dira. Baina inork ez daki aspaldiko plaka-tektonika baten fosilak ote diren, edo forma aktiboa ote den.
Etxebeste Aduriz, Egoitz
3
228
2007
2
034
Geologia
Artikulua
20

Gehitu iruzkin bat

Saioa hasi iruzkinak uzteko.

Babesleak
Eusko Jaurlaritzako Industria, Merkataritza eta Turismo Saila
MAIER Koop. Elk.
KIDE Koop. Elk.
ULMA Koop. Elk.
EIKA Koop. Elk.
LAGUN ARO Koop. Elk.
FAGOR ELECTRÓNICA Koop. Elk.