Más allá de sismos y volcanes. La tectónica de placas, una máquina que mueve nutrientes

Siempre hemos escuchado que la Tierra es única debido a la presencia de organismos vivos y la abundante cantidad de agua líquida que corre en su superficie, pero existe un ingrediente extra que, hasta donde sabemos, solamente el planeta azul posee: una tectónica de placas activa.  La relación entre las dos primeras es muy obvia (nadie que esté leyendo esto puede pasar un largo tiempo sin tomar agua, y todo ser vivo necesita al menos un poco de ella para sobrevivir), pero ¿qué onda con las placas? ¿Para qué sirven? Cuando pensamos en ellas seguramente lo primero que se viene a nuestras cabezas son grandes terremotos y espectaculares erupciones volcánicas; si no existiera nos ahorraríamos un montón de problemas, ¿cierto? Pero la verdad es que el movimiento de las placas tectónicas parecen ser un factor determinante para mantener la vida en el planeta, pues en escalas de tiempo grandes esta juega un papel importantísimo en la producción y redistribución de los nutrientes y elementos esenciales para la vida, es decir, es un agente regulador y renovador de los ciclos biogeoquímicos a través del tiempo.

Facilitando el movimiento de nutrientes

Las placas tienen distintos tipos de movimientos, uno de ellos es el convergente (donde dos placas se acercan la una a la otra), y este es el responsable de la generación de la mayoría del relieve que vemos en el planeta. En las zonas convergentes pueden suceder dos cosas: que una placa se hunda hacia el manto debajo de la otra (proceso que conocemos como subducción) creando en la placa superior una cadena de volcanes como la Faja Volcánica Transmexicana; o que ninguna placa se hunda y el constante choque entre ellas forme grandes cadenas montañosas como los Himalayas. Estos procesos son los principales formadores de relieve, pero ¿cómo esto afecta a la disponibilidad y movimiento de nutrientes?

El verdadero agente que hace disponibles los nutrientes es el agua: el agua disuelve CO₂ (lo que la acidifica) de la atmósfera cuando está cayendo en forma de lluvia. Al entrar en contacto con las rocas de la superficie continental reacciona con los minerales que la forman (proceso conocido como intemperismo), generando partículas de roca más pequeñas (regolito) y liberando elementos que servirán para alimentar a los organismos autótrofos. En los continentes las plantas toman estos elementos de la solución del suelo para poder crecer, pero no todos estos nutrientes se quedan en los suelos, algunos de los productos del intemperismo (elementos y sedimentos) son removidos (erosionados) y transportados por los ríos hasta los océanos (o lagos) donde el fitoplancton lo aprovecha para darse una buena cena. Esto es de suma importancia porque los organismos autótrofos (como las plantas y el fitoplancton) son los productores primarios, es decir, son la base de la cadena alimenticia… En otras palabras, si no hay nos quedamos sin que comer.

Hasta aquí parece que el agua está haciendo todo el trabajo duro. De cierta manera sí, pero las placas tectónicas facilitan todo esto. Primero, el agua no podría correr sobre la superficie terrestre si no hubieran zonas más altas y más bajas (relieve), si las placas tectónicas se detuvieran repentinamente el agua empezaría a erosionar todas las zonas altas, hasta que la superficie en todo el planeta quedara a la misma altura, los ríos ya no podrían correr y los nutrientes ya no llegarían al mar. Pero bueno, qué más da, en los continentes todavía tendríamos qué comer, ¿no? Más o menos… El intemperismo es un proceso que actúa desde la superficie hacia el subsuelo, sin embargo, a varios metros de profundidad es casi inexistente por lo que después de un rato se acabarían los minerales alterables en la superficie y, por lo tanto, la disponibilidad de nutrientes disminuiría. Eso nos lleva al siguiente punto, los procesos tectónicos permiten que una constante regeneración de las zonas alterables al crear relieve: cuando el agua remueve los productos del intemperismo deja expuestas zonas frescas que alterar que a su vez darán más nutrientes para ser utilizados; por otro lado, la incorporación de nuevas rocas y gases a la superficie gracias a los volcanes permite tener más materia prima para los nutrientes (por algo los suelos volcánicos son tan fértiles).

Ahora, si gran parte de los sedimentos y nutrientes producto del intemperismo termina en el mar, sería lógico pensar que después de tantos millones de años las cuencas oceánicas deberían de estar llenas. Sin embargo, las placas oceánicas son las que subducen, por lo que los sedimentos y organismos muertos que caen al fondo y se sedimentan sobre ellas son transportados hacia el manto. Cuando las placas oceánicas están subduciendo, un porcentaje de todo aquello que traen encima de ellas se va a zonas más profundas, pero gran parte contribuye a la formación de los magmas que generan los volcanes que forman las cadenas montañosas, es decir, la tectónica de placas devuelve mucho de lo que estaba en superficie de nuevo a la superficie, actuando así como una gran máquina de reciclaje! (Parece que la tectónica quiere enseñarnos algo).

Diagrama esquemático del ciclo del fósforo. Fuente Science Learning Hub

No sólo las zonas convergentes contribuyen alimentar a los organismos, en las zonas divergentes, donde dos placas se están separando la una de la otra, también ocurren procesos fascinantes. En las dorsales centro-oceánicas, cuando las placas tectónicas se alejan, las rocas del manto ascienden y se funden generando nueva corteza. Cerca de las dorsales las temperaturas altas y la interacción con el agua provoca un tipo de metamorfismo conocido como serpentinización, que además de transformar los minerales que tiene la roca, también genera metano. El metano es utilizado por los organismos quimiótrofos que viven cerca de las dorsales, quienes son la base de la cadena alimenticia de las complejas comunidades biológicas asociadas a las llamadas chimeneas hidrotermales.

Los gusanos gigantes son algunos de los organismos que viven cerca de las chimeneas hidrotermales. Fuente NOAA Photo Library

La tectónica de placas y el origen y evolución de la vida

Los movimientos tectónicos conducen lo que conocemos como el ciclo de los supercontinentes, el cual describe el amalgamiento de la corteza continental en un gran supercontinente (como Pangea) y su posterior ruptura. Se ha sugerido que algunas explosiones biológicas están asociadas a la creación de los supercontinentes, pues el choque de tantas masas continentales provoca la formación de largas cadenas montañosas, lo que significa que por un lado hay más superficie expuesta para intemperizar, y por el otro hay más ríos para transportar los productos del intemperismo hacia los grandes cuerpos de agua. Todo esto se traduce a que hay más nutrientes disponibles y un mayor transporte de ellos, lo que aumenta la producción primaria, permitiendo sostener más organismos en el sistema.

Por otro lado, la tectónica de placas pudo haber tenido una influencia en las primeras etapas de la vida en la Tierra. La posible abundancia de dorsales centro-oceánicas en la Tierra primitiva pudo haber creado una gran cantidad de nichos biológicos que proporcionaban energía y alimento a los primeros organismos al mismo tiempo que los mantenía alejados de la atmósfera pobre de oxígeno y la intensa radiación solar en ese tiempo.

Aunque brevemente aquí hemos explorado un poco cómo la tectónica de placas ha permitido que la vida se sostenga en la Tierra, algunas hipótesis sugieren que esta, además del agua, es un requisito indispensable para que exista vida (como la que conocemos) en un planeta, o que al menos es necesaria para el desarrollo de organismos más complejos.

Es cierto que los sismos y erupciones volcánicas pueden afectarnos en gran medida, más cuando vivimos en países tectónicamente activos como México. Por ello es necesario que tengamos planes de contingencia y que los gobiernos atiendan las exigencias de la población e implementen las medidas necesarias para disminuir la vulnerabilidad de las poblaciones y aumentar su resiliencia ante estos procesos (Spoiler alert: los “desastres naturales” no existen). Pero también es importante tener en mente que los sismos y volcanes son manifestaciones que nos permiten saber que habitamos un planeta en constante movimiento, son el eco de un proceso que ayuda a la regeneración y las interacciones de las esferas externas de la Tierra (atmósfera, hidrosfera y biosfera), las cuales han moldeado un planeta único en su tipo.