L'exploració dels fons oceànics

 Després de la mort de Wegener, les apassionades discussions que s’havien produït entre defensors i partidaris de la seva teoria varen anar perdent intensitat. La raó fonamental és que ni Wegener, ni cap dels seus partidaris, van ser capaços de respondre convincentment aquesta pregunta: D’on prové l’extraordinària energia necessària per moure els continents?

 Sismologia d'explosió: il.lustració de com s'utilitzaven les explosions de dinamita entre els anys 40 i 50 per estudiar els fons oceànics, en aquest cas el gruix dels sediments. la diferència de temps d'arribada entre les ones reflectides per la capa de sediments i les del fons rocós permetia calcular el gruix de la capa. 

Les primeres passes per trobar la resposta a aquesta pregunta les van donar, sense saber-ho, dos homes que caminaven sobre el nevat campus de la Universitat de Lehig a Bethelem, (Pensilvània, EUA) una gèlida tarda de novembre de 1934, just quatre anys després de la mort de Wegener. Es deien Richard Field i William Bowie i, tant un com l’altre, eren prestigiosos científics dedicats a l’estudi de la Terra. S’adreçaven al despatx d’un jove de vint-i-vuit anys anomenat Maurice Ewing. Tot i la seva joventut, era un dels millors especialistes en l’estudi de les ones sísmiques produïdes per les explosions que ell mateix provocava, fent esclatar petites “bombes” enterrades a diferents profunditats. Aquests estudis li permetien conèixer l’estructura de les diferents capes subterrànies. Era, doncs, un expert en el que en podríem dir “sismologia d’explosió”.

Maurice Ewin ( 1906-1974), en una fotografía de 1948

Field i Bowie varen encarregar-li a Ewing un estudi de la plataforma continental (la prolongació dels continents per sota el mar). S’hi va posar a treballar immediatament. Va ser la primera vegada que algú utilitzava la “sismologia d’explosió” per estudiar els fons marins.

El 1945, l’esclat de la Segona Guerra Mundial, va paralitzar inicialment aquesta mena d’estudis, però, al mateix temps, va impulsar el desenvolupament d’una nova tecnologia, el sonar (de l’anglès “Sound Navigation and Ranging”, navegació i localització per so). Aquesta tecnologia utilitza ultrasons, talment com les ecografies, enlloc d’ones sísmiques. Va resultar molt útil als aliats per detectar els temibles submarins alemanys (força més que el fracassat Habbakuk, el portaavions de gel de Pyke, recordeu?) i, a més va permetre conèixer amb molt més detall els fons marins.

Al llarg dels anys cinquanta i seixanta, nombroses expedicions dotades d’equips cada vegada més precisos, varen permetre acumular una gran quantitat de dades sobre el relleu dels fons oceànics, algunes d’elles, realment sorprenents.

Es va demostrar que, en tots els fons oceànics, hi ha dues estructures geològiques extraordinàries:

• Les dorsals oceàniques, són cadenes de muntanyes que recorren tots els oceans formant una única serralada d’uns 64.000 km (!) de llargada, amb una amplada que en algunes zones va més enllà dels 2.000 km (!), amb cims que superen els 5.000 m, alguns dels quals treuen el cap per damunt les aigües (Islàndia).

Per si tot això no fos prou espectacular, les dorsals oceàniques tenen una característica que les fa totalment diferents de les serralades continentals: A la part central, al llarg de tota la serralada, hi ha una vall d’uns 1.000 m de profunditat i una amplada que arriba fins a 25 km en algunes zones. La presència d’aquesta vall, anomenada rift, a l’eix de la dorsal va ser, com veurem, una de les pistes més importants per poder trobar la resposta a la pregunta que ens fèiem en començar la lectura. El rift, finalment, es troba fragmentat, a dreta i esquerra per unes línies de fractura anomenades falles transformants.    

Representació esquematitzada del relleu del fons de l’Atlàntic

•    Les fosses oceàniques, són depressions llargues i estretes, amb milers de km de longitud, i profundes amb una fondària que va des dels 6.000 m als més d’11.000 m. Com podreu comprovar en el mapa de la plana següent es localitzen preferentment a l’oceà Pacífic, ja sigui a prop del continent, ja sigui associades amb les cadenes d’illes volcàniques de l’anomenat “Ring of Fire” (Anell de Foc) . El punt de màxima profunditat, es troba a la fossa de les Marianes: la darrera mesura, feta l’any 1984, va donar una profunditat de 10.923 m

Situació de les principals fosses oceàniques. (“ocean trench”)

El punt vermell indica la màxima profunditat (“deep”) localitzada pel vaixell Challenger II l’any 1951 

Arribats a aquest punt, hem d’abandonar les profunditats dels fons oceànics i traslladar-nos a un lloc bastant més segur i conegut: la cuina de casa. Us heu fixat mai què passa quan escalfem aigua per fer, posem pel cas, una verdura o uns macarrons?  En escalfar l’olla, el foc dóna (transfereix) calor al fons del recipient, i el fons ho fa a l’aigua que està situada al fons de l’olla. Aleshores, el líquid que s’ha escalfat puja perquè disminueix la seva densitat. Lògicament, l’aigua més freda de la part de dalt de l’olla, baixarà. Mentre puja, l’aigua calenta es refreda lleugerament i, per tant, la seva densitat augmenta. Aquest augment de la densitat provoca que l’aigua torni a baixar cap al fons i, tornem-hi que no ha estat res... Aquests moviments cíclics reben el nom de corrents de convecció i són una manera de transferir calor d’una zona més calenta a una de més freda.

Corrents de convecció

El vol de l’ala delta o dels voltors depèn dels corrents de convecció de l’aire que els envolta. El vol d’un globus aerostàtic depèn dels corrents de convecció que es formen dins l’aire que contenen 

Ara que ja coneixem una mica més els fons oceànics i que ja hem repassat què són els corrents de convecció, podem tornar al començament de la lectura. No oblideu que estem intentant esbrinar com carai es mouen els continents!

L’any 1928,  el britànic Arthur Holmes, havia proposat la següent solució: Els materials del mantell terrestre, tot i ser sòlids, poden fluir de la mateixa manera que ho fan altres sòlids com el gel. Per tant, a l’interior del mantell es podrien desenvolupar corrents de convecció. Quan un corrent calent, ascendent, arriba a la base d’un continent, hi provoca un lleuger bombament i el trenca. Aleshores, els corrents laterals descendents serien capaços d’arrossegar i allunyar els fragments. Entre ambdós fragments, l’aigua oceànica que envoltava el continent original vindria a ocupar l’esquerda i es formaria un nou oceà. El mateix Holmes comparava aquest procés a una mena de “cinta transportadora” sense fi, capaç de desplaçar els continents. 

La deriva dels continents segons Arthur Holmes (dibuix original del 1928)

Noteu que per a Holmes, la separació dels continents es donaria en zones on existissin corrents de convecció ascendents (A) i que les fosses (“geosyncline deep”) es formarien a les vores dels continents (“borderland”) allà on dos corrents laterals enfrontades iniciarien el seu retorn cap a zones més profundes del mantell (B, C)

I les fosses oceàniques? Com encaixaven en la nova teoria de Hess? Si en les dorsals es construeix de manera contínua nova escorça oceànica, (es calcula que cada any se’n formen 3,5 km²) i aquest fenomen té lloc des de fa uns 200 milions d’anys, podria pensar-se que la superfície de la Terra, i per tant el se volum, és cada vegada més gran. La majoria dels estudiosos de la Terra coincidien que el volum de la Terra s’ha mantingut invariable al llarg de la seva història geològica. Així doncs, calia acceptar l’existència de zones on es produís la destrucció de l’escorça oceànica generada a les dorsals, o dit més exactament, el retorn al mantell dels materials expulsats per la dorsal. De nou, la cinta transportadora de Holmes!

Segur que ja ho heu endevinat: efectivament, les fosses oceàniques, llargues, profundes i estretes, semblaven el lloc ideal perquè es produís aquest retorn, anomenat subducció. 

L’escorça oceànica construïda al rift de les dorsals es destrueix a les zones de subducció situades a les fosses oceàniques.

(Compareu aquest esquema amb el dibuix de Holmes. Noteu que hi ha força coincidències)

L’expansió dels fons oceànics a partir de les dorsals i la seva subducció a les fosses són dos fets absolutament acceptats avui dia. Hi ha nombroses proves que permeten fer aquesta afirmació. A les activitats que segueixen en la següent entrada, mirarem d’entendre’n algunes.