El comportamiento del hielo puede alterar los engranajes de la maquinaria tectónica terrestre
Cuando pensamos en placas tectónicas separándose y colisionando, solemos imaginar un lapso de tiempo que abarca millones de años. Sin embargo, un nuevo estudio revela que el derretimiento del hielo puede afectar la deriva continental y la actividad volcánica.
Una investigación de la Universidad de Colorado en Boulder indica que la corteza terrestre puede experimentar una considerable sacudida en un período mucho más corto (miles de años) cada vez que se derriten enormes capas de hielo. Los geofísicos Tao Yuan y Shijie Zhong rastrearon eventos que comenzaron hace aproximadamente 26.000 años, cerca del punto álgido de la última Edad de Hielo.
En aquel entonces, la capa de hielo Laurentide cubría gran parte de Norteamérica con capas de hielo de varios kilómetros de espesor, extendiéndose hacia el sur hasta lo que hoy es Pensilvania. A medida que subían las temperaturas globales, ese gigante helado disminuyó de tamaño.
El agua de deshielo se vertía en los océanos, subiendo el nivel del mar aproximadamente un centímetro al año. Sin embargo, los científicos descubrieron que las consecuencias iban mucho más allá del ascenso de las costas: se extendían profundamente a la mecánica de la tectónica de placas.
Imagen: La capa de hielo Laurentide en su máxima extensión durante la última Edad de Hielo. (Crédito: Dalton et al., 2022, Earth-Science Reviews)
Deshielo y deriva continental
"La gran reducción del volumen de hielo provocó un gran movimiento en la corteza terrestre", afirmó Yuan, doctorando del Departamento de Física de la Universidad de Colorado en Boulder y autor principal del estudio. "Los científicos sabían que el derretimiento del hielo provocaba la elevación de las placas. Pero demostramos que también se desplazaron considerablemente horizontalmente debido al derretimiento del hielo".
Los modelos de Yuan y Zhong indican que entre unos 12.000 y 6.000 años atrás, la placa norteamericana puede haber aumentado su velocidad de deriva general en aproximadamente un 25 por ciento.
Aún más sorprendente fue el comportamiento de la dorsal mesoatlántica. Esta dorsal es una cadena montañosa submarina donde el magma aflora para formar nueva corteza y separar las placas norteamericana y euroasiática. Allí, la expansión del lecho marino pudo haber aumentado hasta un 40 % durante el intervalo posglacial.
Zhong, profesor de física en Boulder y autor principal del estudio, explicó la importancia de los hallazgos.
"Esa historia que llevamos contando muchísimo tiempo: procesos como la expansión del lecho marino y la deriva continental operan en escalas de tiempo de millones de años impulsados por el motor interno de la Tierra, la convección térmica. Sigue siendo cierta, pero demostramos que el forzamiento glacial también puede causar significativos movimientos en escalas de tiempo relativamente cortas, de 10.000 años", afirmó Zhong.
Imagen: Gráfico que muestra la dorsal mesoatlántica (línea roja) y cómo el derretimiento del hielo de Groenlandia provocó cambios en el movimiento de la corteza terrestre (flechas moradas). (Crédito: Tao Yuan y Shijie Zhong)
El deshielo altera el manto
Para comprender esta sorprendente conexión, imagina la litosfera terrestre —la rígida capa exterior que comprende la corteza y el manto superior— como un colchón gigante de espuma viscoelástica. Al recostarse sobre espuma viscoelástica, la superficie se hunde; al levantarse, se recupera lentamente.
De forma similar, cuando una capa de hielo de miles de metros de espesor presiona un continente, se deforma el manto subyacente. Una vez que el hielo se derrite y su peso se desplaza hacia los océanos, el manto rebota hacia arriba. Los geólogos denominan a esta respuesta "ajuste isostático glacial".
El rebote vertical está bien documentado: las regiones cercanas a la Bahía de Hudson, antaño epicentro del peso glacial, aún se elevan aproximadamente un centímetro al año. Lo que Yuan y Zhong descubrieron es un componente horizontal menos conocido.
A medida que el manto fluía para reajustarse, ejercía tensiones laterales que empujaban las placas tectónicas, dándoles un empujón temporal. Sus modelos muestran que este empujón afectó tanto al interior de los continentes como a las dorsales oceánicas.
La dorsal mesoatlántica constituye un caso de prueba crucial, ya que los geólogos han considerado durante mucho tiempo su tasa de expansión de dos centímetros anuales como una constante clásica. Las simulaciones de la Universidad de Colorado en Boulder sugieren que, de hecho, dicha tasa ha fluctuado considerablemente, acelerándose a la par con el retroceso glacial.
Imagen: El volcán Fagradalsfjall entra en erupción en Islandia en 2023. (Crédito: Foto CC de Giles Laurent vía Wikimedia Commons)
Un eco volcánico en Islandia
Una pista real que respalda las conclusiones del modelo se encuentra en Islandia, que se extiende a ambos lados de la dorsal mesoatlántica, justo al sur de Groenlandia. La evidencia geológica indica un repentino aumento de la actividad volcánica y geotérmica en la isla al finalizar la última Edad de Hielo.
Zhong cree que la rápida expansión bajo la dorsal facilitó la llegada del magma a la superficie, lo que propició las intensas erupciones volcánicas de Islandia. "Este patrón de vulcanismo podría deberse en parte al derretimiento glacial que estudiamos", señaló Zhong.
Aunque hoy en día el hielo de Groenlandia se está derritiendo rápidamente, su ritmo actual aún no es lo suficientemente alto como para sacudir los continentes. Sin embargo, muchos modelos climáticos predicen un acelerado derretimiento del hielo que podría volver a modular el suministro de magma en las dorsales cercanas e, indirectamente, la actividad volcánica en lugares como Islandia en los próximos siglos.
"Las capas de hielo de Groenlandia y la Antártida Occidental siguen derritiéndose", afirmó Yuan. "Creemos en el futuro que el derretimiento del hielo podría intensificar la expansión del fondo marino y el vulcanismo en las dorsales oceánicas cercanas".
¿Acelerará la deriva continental el derretimiento del hielo?
Las implicaciones del estudio van más allá de Islandia o de cualquier dorsal. Si los ciclos glaciares pueden modificar la velocidad de las placas tectónicas, los geólogos podrían necesitar revisar otros intervalos de la historia de la Tierra en los que las edades de hielo terminaron abruptamente.
¿Podrían los eventos de aceleración continental haber dejado rastros en episodios de formación de montañas o en registros de sedimentos? ¿Podrían ocurrir dinámicas similares bajo las plataformas de hielo antárticas que se derriten rápidamente, influyendo sutilmente en la tectónica del océano Antártico?
Los resultados de Zhong y Yuan recuerdan a los científicos que la tectónica y el clima no son ámbitos completamente separados. El interior profundo impulsa el movimiento de las placas, pero los procesos superficiales, especialmente el crecimiento y la disminución del hielo planetario, pueden modular dicho movimiento en escalas de tiempo geológicamente breves.
La Tierra, en otras palabras, es un sistema estrechamente acoplado: lo que desaparece sobre un continente puede ondularse bajo una dorsal oceánica a miles de kilómetros de distancia. "Es una cifra bastante conocida, de libro de texto", dijo Zhong sobre el ritmo de expansión de la dorsal de 2 cm/año. Señaló que el libro de texto podría necesitar una actualización.
Financiada por la Fundación Nacional de Ciencias de EE. UU., esta investigación destaca un punto clave tanto para geólogos como para climatólogos: el agua congelada del planeta no solo esculpe paisajes, sino que también puede alterar los engranajes de la maquinaria tectónica terrestre. Y a medida que la criosfera moderna continúa reduciéndose, se vuelve cada vez más vital comprender estas conexiones.
El estudio se publica en la revista Nature: Effects of glacial forcing on lithospheric motion and ridge spreading
