Eta plaka-tektonikaren aurretik, zer?

Arturo Apraiz

Plaka-tektonikaren eredua Meso- eta Neo-Arkearrean zehar (3.2 eta 2.5 Ga) garatu zela baieztatzeko hainbat datu geologiko daude. Plaka-tektonikak, jada, sekretu gutxi ditu geologoentzat (Apraiz, 2004), baina nolakoa zen Lurraren eredu tektonikoa horren aurretik? Hori ez dago hain argi, eta ondoren aipatzen dena azkeneko ereduen laburpena baino ez da. Eguzki-sistemako Lurraren antzeko planetek ez dute plaka-tektonikarik, baina egitura bolkanikoak eta deformazio-egiturak erakusten dituztenez, plaka-tektonika ez den beste ereduren bat izan beharko dute, agian Lurrak zeukanaren antzekoa.

Planeta gehienentzat aktibitaterik gabeko estalkiaren eredua (stagnant lid tectonic mode) iradoki izan da (1. irudia). Barne-tenperatura oinarri harturik, bereizi egiten dira, fusiorik gabeko planeta hotzak edo jarduera bolkanikorik gabeko estalkiak (cold stagnant lid) eta, bestetik, jarduera bolkanikodun eta deformazio tektonikodun estalkiak edo planeta beroak. Planetaren barne-tenperatura zenbat eta handiagoa izan, bolkanismoa gero eta prozesu eraginkorragoa da bero-transferentziarako.

Planeta batean barnetik azalerako bero-transferentzia prozesu igneoen bitartez baino gertatzen ez denean, “bero tutu eredua” duela esan ohi da. Io-n, Jupiterreko satelitean, eredu hori nagusitzen dela dirudi, eta jatorrizko Lurraren zenbait ezaugarri geologiko azaltzeko ere erabil daiteke. Bero-tutuaren ereduan bolatilen desgasifikazioaren edo magmen igoera-prozesuen eraginez gara daitezke litosferaren azalean topografia eta deformazio tektonikoak.

Planetaren bero-transferentzian prozesu igneoen eragina murriztu ahala bero-tutuaren ereduak indarra galtzen du eta nagusitu egiten da geologikoki aktiboa den plaka-bakarreko eredua. Marte da horren adibidea, azalean bero-tutu ereduarekin azaldu ezin diren egitura bolkanikoak erakusten baititu. Marteko egitura bolkanikoen morfologia, anomalia grabimetrikoak eta topografia luma gorakorren ondorio direla dirudi. Eredu horrek deformazio-egiturak eta aldaketa topografikoak ere eragin ditzake, eta Lurraren hasierako eredu tektoniko bera izan daitekeela iradoki izan da.

Beste alde batetik, jatorrizko planeta bero batetik abiatuz gero, litosferaren hozketak deformazio tektonikoa eragin dezaketen kontrakzio termikoa eta esfortzu termikoak eragiten ditu. Horrela azaltzen dira, adibidez, Ilargian eta Merkurion identifikatutako zenbait egitura. Era horretako deformazio tektonikoak planeten lehendabiziko fase geologikoetan baino ezin dira agertu. Artizarrerako, aldiz, esfortzu tektoniko termikoak iradokitzen dira, planetaren azaleko aldakortasun termikoa hain baita handia (100°C-tik gora) non azaleko deformazio tektonikoa eragin dezakeen.

Eredu horiek guztiak Lur planetan nolabaiteko eragina izan badute hasierako milioi urteetan zeuden baldintza fisiko-kimikoetan izango zen. Baina Lurrean plaka-tektonikoaren eredua nagusitu ahal izateko, gutxienez 1.500 Ma behar ziren, eta, tartean, Lurrak beste era batera jokatuko zuen. Tarte horretarako, bi dira gaur egun iradokitzen diren ereduak: estalki episodikoaren (episodic lid) eredua eta estalki oso motelarena (sluggish lid) (Lenardic, 2018). Estalki episodikoaren ereduan, ereduen arteko txandakapena gertatuko zen, aktibitaterik gabeko estalkia noizean behin apurtuko zen eta aktibitate tektonikodun sasoiak tartekatuko ziren (1. irudia). Bestetik, estalki oso motelaren ereduan, estalkiaren mugimenduak gaur egun plaka-tektonikarekin gertatzen direnak baino askoz txikiagoak izango ziren. Gainera, eredu horretan litosferaren mugimendua azpiko mantuaren konbekzioak gidatua egongo litzateke eta, plaka-tektonikaren ereduan, aldiz, plaken mugimendua plaketan bertan garatutako esfortzuen ondorio da.

Lurreko eredu tektoniko nagusiaren aldaketa: plaka-tektonikaren sorrera

3.2 eta 2.5 Ga bitartean, plaka-tektonikaren aurreko eta plaka-tektonikaren eredu tektonikoen arteko aldaketa gertatu zen progresiboki; noizean behin subdukzio-prozesu lokalak zituen mugimendurik gabeko estalkiaren eredu episodikoa ordezkatu egin zuen konbergentzia, dibergentzia eta urratze-mugimenduetan oinarritutako plaka-tektonikaren ereduak. Segidan, deskribatu egingo dira aldaketaren arrazoiak eta aldaketa-prozesua azaltzeko orain arte iradokitako eredu fidagarriena (Cawood et al., 2018) (2. irudia).

Arkear berantiarrean gertatutako aldaketa guztiek mantuko tenperatura potentzialaren jaitsierarekin dute harremana, eta horrek mantuaren biskositatea eta litosferaren zurruntasuna aldatzea dakar. Era berean, mantuko tenperaturaren jaitsierak murriztu egiten du mantuko fusio partzialaren proportzioa eta, ondorioz, jaitsi egiten da litosferak duen magmen inpregnazio-maila. Aipatutako aldaketen eraginez, handitu egiten da mantuko konbekzioaren uhin-luzera, eta horrek aldaketak eragiten ditu Lurraren barneko bero-transferentzia prozesuetan. Lur gazte beroan, mugimendurik gabeko estalkiaren eredua nahiz beste ereduren bat nagusi izan, mantuko konbekzio indartsuagoa eta uhin-luzera txikiagokoa izan beharko luke, eta erlatiboki likatsuagoa behar luke gaineko estalkiak, luma gorakorrekin lotutako etengabeko jarduera igneoak guztiz inpregnatuko lukeelako (2. irudia).

Lurraren hasierako litologia bakarreko litosfera mafikoan, konposizio-aldaketak sortzen dira TTG motako (tonalita, trondhjemita eta granodiorita) plutoi sodikoen estreinako intrusioak agertzen hasten direnetik. Orduan abiatzen da dentsitate eta lodiera desberdineko ozeano- eta kontinente-lurrazalen arteko bereizketa. Litosfera Arkearra hoztu, deshidratatu eta fusio partziala jasan ahala, kontinente-litosferaren gero eta eremu zabalagoak egonkortzen dira. Horrek aldaketak eragiten ditu mantuko konbekzioan eta litosferan zehar esfortzuak hedatzea eta kratoi sortu berrien ertzetan deformazioa pilatzea dakar. Horrela garatu ziren lehendabiziko plaka litosferikoak eta subdukzio-eremuak (2. irudia). Beraz, biltegi geologikoan Arkear berantiarrerako erregistratzen diren aldaketa geologikoek eta mantuaren hozketak aldaketa eragin zuten, batetik, mugikortasunik gabeko edo mugikortasun eskaseko litosfera-estalkitik litosfera mugikorrera; eta, bestetik, uhin-luzera txikiko mantuko konbekziotik uhin-luzera handiko konbekziora. Plaka-tektonikaren eredua abiarazteko oinarrizko baldintzak sortu ziren progresiboki 500-700 Ma-tan zehar, orain dela 3.2 eta 2.5 Ga bitartean.

Erreferentzia bibliografikoak:

• Apraiz, A (2004). Plaka-tektonika: Lurraren funtzionamendua ulertzeko teoria. Udako Euskal Unibertsitatea (UEU), Bilbo.
• Lenardic, A. (2018). The diversity of tectonic modes and thoughts about transitions between them. Philosophical Transactions of the Royal Society of London, 376 (2132), pii: 20170416. DOI: http:dx.doi.org/10.1098/rsta.2017.0416
• Cawood, P.A., Hawkesworth, C.J., Pisarevsky, S.A., Dhuime, B., Capitanio, F.A. eta Nebel, O. (2018). Geological archive of the onset of plate tectonics. Philosophical Transactions of the Royal Society of London, 376 (2132), pii:20170405. DOI: https://doi.org/10.1098/rsta.2017.0405

Egileaz:

Arturo Apraiz UPV/EHUko Geodinamika saileko irakaslea eta ikertzailea da.

Arturo Apraizek geodinamikari buruz idatzitako artikulu-sorta:

• Mantuko luma gorakorrak, benetakoak ote? (I): Aurrekariak eta sorrera-unea.
• Mantuko luma gorakorrak, benetakoak ote? (II): Lumen eredua.
• Mantuko luma gorakorrak, benetakoak ote? (III): Plaken eredua.
• Nukleo eta mantuaren arteko muga: ilun zegoena argitzean…
• Lurralde igneo erraldoiak: Lurraren indar-erakustaldia.
• Superkontinenteen sorrera eta apurketa.
• Luma gorakorrei buruzko behin betiko froga?
• Noiz abiatzen da plaka-tektonika?
• Eta, plaka-tektonikaren aurretik zer?