Científicos de Salamanca investigan las peculiares características de la cordillera del Atlas
José Pichel Andrés/DICYT Investigadores del Departamento de Geología de la Universidad de Salamanca participan en un proyecto que se propone descifrar un importante misterio geológico: por qué la cordillera del Atlas, en Marruecos, presenta una altura tan grande, ya que las características de la zona son completamente distintas a las de cualquier sistema montañoso del mundo y, en teoría, sería imposible una elevación como la que existe. La hipótesis que manejan es que la corteza terrestre es diferente a lo normal y para comprobarlo han realizado experimentos tan curiosos como provocar un pequeño terremoto con cargas explosivas, lo que da información sobre la estructura del subsuelo.
"Cuando vas a la cordillera te das cuenta de que no hay pliegues ni cabalgamiento que justifiquen este levantamiento, está todo plano, no hay zonas arrugadas a pesar de las grandes altitudes", declara a DiCYT Puy Ayarza Arribas, investigadora de la Universidad de Salamanca. Su compañero Fernando Carlos Álvarez Lobato explica que "a diferencia de otras cordilleras, no tiene el acortamiento necesario para que se arrugue lo suficiente para ser tan alta y no tiene una raíz tan profunda".
La Tierra está formada por 3 capas principales: corteza, manto y núcleo. "Sus dimensiones en cuanto a espesor son proporcionales a las que tienen la cáscara, la clara y la yema en un huevo cocido", señalan los investigadores. En la Tierra, la corteza y la parte superior del manto, hasta una media de unos 100 ó 120 kilómetros, formarían la litosfera, que se divide en placas litosféricas, que chocan y forman las cadenas montañosas. Por ejemplo, el Himalaya aparece por la colisión de la India y la placa asiática. La primera placa desaparece por debajo de la segunda y la colisión produce la deformación y acortamiento de ambas placas que da origen a la Cordillera del Himalaya.
La altitud que alcanza una cadena montañosa depende de la importancia de esa colisión, es decir, del acortamiento que ésta produce en las placas litosféricas, que se acomoda con pliegues y fallas, zonas en las que la corteza se dobla y se rompe. Cuanto mayor sea el acortamiento, más pliegues y fallas existen y más alta es la cadena montañosa.
Por otra parte, cuando una zona es muy elevada, por debajo del nivel del mar la litosfera tiene una corteza potente, y un manto superior más estrecho de manera que la suma del peso de esa columna es igual que la de otra columna en la que la elevación es menor, lo que se conoce como isostasia. Es como los icebergs: la parte de hielo que nosotros observamos es mucho más pequeña que la que se esconde por debajo del mar. De la misma manera, la parte de una cadena montañosa que observamos es unas 6 veces más pequeña que la raíz que esconde, y que al igual que en el caso del iceberg, es lo que le permite flotar y mantenerse elevada.
Sin embargo, la cordillera del Atlas, en Marruecos, no cumple ninguno de los requisitos que los científicos han observado para la creación y elevación de una cadena montañosa. Primero, no se produjo por la colisión de dos placas diferentes, sino, dentro de una misma placa. Segundo, aunque tiene una gran elevación, superior a los 4.000 metros en algunos puntos, pero no tiene mucho acortamiento, ya que se observan pocos pliegues y fallas. Por último, debería tener una raíz de corteza de unos 15 a 18 kilómetros y todo indica que no es así.
Una cordillera anómala
"Cuanto más grande sea la raíz de una cordillera, más se levanta, como un iceberg, pero el Atlas tiene una raíz que correspondería a una cordillera mucho menos elevada", asegura Puy Ayarza. Usando otro ejemplo, "una barca pequeña no necesita hundirse mucho en el agua para flotar, pero un gran transatlántico sí, todo depende del contraste de densidades", señaña. Lo extraño es que "esta cordillera pesa mucho porque es muy alta y no tiene una raíz que la empuje para arriba".
Manuel Julivert, Maria Luisa Arboleya y Antonio Teixell, de la Universidad Autónoma de Barcelona, identificaron este problema a finales de los 90 y elaboraron una hipótesis: si el Atlas no está deformado y carece de una raíz cortical que lo sustente, debe existir un mecanismo más abajo que ayude a soportar su peso. Su modelo proponía la existencia de un lecho de astenosfera (la parte del manto que subyace a la listosfera) anómalamente alto. Las astenósfera esta parcialmente fundida y por lo tanto su densidad es menor que la del manto litosférico. Esto hace que empuje hacia arriba y pueda provocar un abombamiento que sujete al Atlas.
En el año 2001, Puy Ayarza y Fernando Alvarez Lobato, de la Universidad de Salamanca, se incorporaron al equipo de trabajo del Atlas. Su misión fue estimar a qué profundidad se encontraba ese lecho de astenósfera anómalamente alto por medio de experimentos de gravimetría, gracias a instrumentos que miden la fuerza con la que son atraídos por la gravedad, pero los datos no son demasiado exactos.
Proyecto SIMA
El último intento de establecer con precisión el espesor de la corteza del Atlas ha consistido en "un experimento de sísmica de reflexión de alto ángulo y refracción, de muy alta resolución y de grandes dimensiones": el proyecto SIMA, financiado por el Ministerio de Ciencia e Innovación. Este experimento ha sido el primero de estas características llevado a cabo en el Atlas. Se utilizaron casi 1000 estaciones sísmicas pertenecientes a IRIS (Incorporated Research Institutions for Seismology), las cuales se distribuyeron a lo largo de 700 kilómetros, desde el norte de Marruecos hasta el sur, cerca de la frontera con Argelia. Estas estaciones cruzaban la Cordillera del Rif con el objetivo de grabar las ondas sísmicas emitidas por seis explosiones, de una tonelada de explosivo cada una. La energía liberada por cada una de estas explosiones equivale a la liberada por un pequeño terremoto de magnitud 1.
El tiempo que tardan las ondas en llegar a cada estación, desde que son emitidas por la explosión, indica la velocidad a la que han viajado y, por lo tanto, el medio por el que lo han hecho: por ejemplo, la corteza es más lenta que el manto y dentro de la corteza, su parte superior más lenta que la inferior. "Las ondas se propagan a una velocidad que depende de los materiales, en el momento que entra en el manto se desplazo más rápido y adelantan a las que van por la superficie, basándonos en el tiempo que tardan en adelantar las rápidas a las lentas hacemos modelos de los límites de las diferentes capas", dicen los investigadores.
Resultados
"Los resultados de este experimento pueden darnos la respuesta definitiva para explicar las anomalías de esta cadena", comentan los geólogos. "Esta técnica, es la mejor a la hora de conocer el espesor de la corteza, que ahora mismo, es lo único que nos impide dar un modelo definitivo de la estructura de la tierra bajo el Atlas y lo que nos permitiría explicar su elevación anómala", apuntan. Además, "dada la gran longitud y la alta resolución de los perfiles realizados, podremos ver si existen discontinuidades dentro del manto, algo sobre lo que se sabe muy poco a nivel mundial".
Este proyecto, liderado por Ramón Carbonell, del Instituto Jaume Almera, del CSIC en Barcelona, ha contado con la participación de otras muchas instituciones además de la Universidad de Salamanca: la Universidad Autónoma de Barcelona; la Universidad de Rice, en Tejas; la Universidad Caddi Ayyad de Marrakech; el Instituto Científico de Rabat; y la Universidad Sidi Mohammed Ben Abdellah de Fez.