Al caminar por los bosques de la costa nororiental de Suecia, uno puede encontrar, en una ladera bastante alejada del mar, una antigua playa cubierta por hileras de guijarros redondeados por el desgaste. ¿Cómo quedaron huellas del oleaje a media ladera si el nivel del mar no subió? La respuesta es que el terreno sigue elevándose poco a poco, y la teoría que explica ese movimiento es la isostasia (Isostasy).
Dicho de manera sencilla, la teoría de la isostasia sostiene que «la corteza rígida flota sobre el manto, que es más pesado, y alcanza el equilibrio a una altura que depende de su espesor y su densidad». El nombre procede de las palabras griegas isos, que significa «igual», y stasis, que significa «estar en reposo». Es un concepto fundamental de las ciencias de la Tierra que explica cómo pueden coexistir cordilleras elevadas y mares profundos.
En este artículo veremos cómo surgió la teoría de la isostasia, qué dos modelos explican las diferencias de altura, por qué se eleva el terreno tras el deshielo de los glaciares y dónde se aplica hoy esta teoría.
Por qué flota la corteza y qué huellas deja
¿Qué es la teoría de la isostasia?
En el siglo 18, una expedición topográfica francesa que medía la forma de la Tierra en Ecuador, en América del Sur, esperaba que la gravedad de los Andes tirara hacia un lado del hilo de una plomada. Sin embargo, el hilo se inclinó mucho menos de lo que indicaban los cálculos. En el siglo 19, el mismo enigma se planteó en el Himalaya durante los levantamientos topográficos de la India. Los científicos llegaron a pensar que, bajo las cordilleras, las rocas ligeras formaban raíces profundas que compensaban el peso de la parte visible de las montañas.
En 1855, el astrónomo británico George Airy y el clérigo y matemático John Henry Pratt propusieron sendas hipótesis para explicar el fenómeno. En la década de 1880, el geólogo estadounidense Clarence Dutton utilizó el término «isostasia» (Isostasy) para designar ese estado de equilibrio.
(1) Cómo entender el principio con un iceberg
En un iceberg que flota en el mar, siempre queda sumergida una proporción constante de su volumen. Si se acumula nieve encima, se hunde más. Si se derrite la parte superior, el hielo restante se eleva. Del mismo modo, la corteza flota sobre el manto y ajusta su altura cada vez que cambia su peso.
Dos modelos para explicar las diferencias de altura
Por cada 1 metro cúbico, las rocas del manto pesan unos 3,300 kg y las de la corteza continental, que son más ligeras, unos 2,750 kg. Gracias a esta diferencia, la corteza flota parcialmente sumergida en el manto. Los dos modelos difieren en qué factor consideran determinante para su altura.
- El modelo de Airy (Airy-Heiskanen Model) supone que la corteza tiene la misma densidad y un espesor variable. Cuanto más alta es una montaña, más profunda es la raíz que se extiende bajo ella.
- El modelo de Pratt (Pratt-Hayford Model) atribuye las diferencias de altura a que la densidad de las rocas varía de un lugar a otro, en vez de atribuirlas al espesor de la corteza. Las zonas con rocas más ligeras se elevan más.
- El modelo de flexión (Lithospheric Flexure) plantea que una placa rígida se dobla como un tablón bajo el peso y reparte la carga sobre una zona extensa.
(1) Las raíces profundas de las cordilleras
El espesor medio de la corteza continental es de unos 40 km, pero en las zonas donde chocan los continentes puede alcanzar los 80 km. Según el modelo de Airy, la raíz de una montaña es unas cinco veces más profunda que la altura de la montaña, de modo que una montaña de 8 km de altura tendría una raíz de 40 km de profundidad.
(2) La altura de las cordilleras submarinas
Las dorsales oceánicas son largas cordilleras en el fondo del mar. Allí, el manto subyacente se expande por el calor y se vuelve más ligero, lo que el modelo de Pratt explica bien.
El rebote posglacial o la elevación del terreno tras el deshielo
Hace unos 2 diez miles de años, en el apogeo de la última glaciación, el norte de Europa y América del Norte estaban cubiertos por mantos de hielo que alcanzaban los 3 km de espesor. El terreno, que se había hundido bajo ese peso, se eleva de nuevo lentamente desde que se derritió el hielo. Este fenómeno se llama rebote posglacial (Post-glacial Rebound).
[Caso 1] La Costa Alta de Suecia, donde el terreno más se ha elevado en el mundo
En la Costa Alta (High Coast) de Suecia, en el golfo de Botnia, el terreno se elevó unos 285 m tras la retirada de los glaciares, el mayor rebote conocido hasta la fecha. La zona se inscribió en la Lista del Patrimonio Mundial de la UNESCO en 2000 y, en 2006, la inscripción se amplió para incluir el archipiélago finlandés de Kvarken, al otro lado del golfo. La parte norte del golfo de Botnia sigue elevándose hasta unos 11 mm al año. Gracias a ello, el territorio de Finlandia aumenta en unos 7 kilómetros cuadrados cada año.
[Caso 2] Mälaren, de parte del mar a lago
El lago Mälaren (Lake Mälaren), junto a Estocolmo, formaba parte del mar Báltico. A medida que el terreno se elevaba, quedó separado del mar hacia la Edad Media y se convirtió en un lago de agua dulce. Estocolmo se estableció en su desagüe. En cambio, más allá de los bordes de los antiguos glaciares, el terreno se hunde. En la costa este de Estados Unidos hay antiguas playas sumergidas.
Aplicaciones actuales de la teoría de la isostasia
La teoría de la isostasia se formuló hace mucho tiempo y sigue utilizándose en diversos campos para comprender la Tierra. La Tierra es un sistema dinámico en el que el manto fluye lentamente y las placas se mueven, por lo que hay regiones, como el Himalaya, que se apartan del equilibrio. Los científicos utilizan esta teoría como referencia para medir cuánto se apartan de él.
(1) Predicción de los cambios en el nivel del mar
Una misma subida del nivel del mar afecta de forma distinta a la costa según el terreno se eleve o se hunda. Para hacer predicciones precisas, también hay que calcular la velocidad del rebote.
(2) Medición de la gravedad y observación por satélite
Los gravímetros de precisión en tierra, los equipos de posicionamiento por satélite y los satélites que miden la gravedad registran de forma continua el movimiento de las masas en el subsuelo y la velocidad a la que se eleva la corteza.
(3) Relación entre las cordilleras y la erosión
Cuando la erosión desgasta la cima de una montaña y reduce su peso, la montaña entera se eleva poco a poco. Así, las cordilleras conservan su altura durante más tiempo del que cabría esperar.
(4) Propiedad y uso de la tierra
En Finlandia, la elevación del terreno incide en la vida cotidiana hasta el punto de que la ley determina a quién pertenecen las tierras que emergen del mar.
La teoría de la isostasia muestra que los grandes continentes y las cordilleras se elevan y se hunden sobre el manto en una búsqueda constante de equilibrio. Las antiguas playas a media ladera y el lago Mälaren, que antes formaba parte del mar, son pruebas palpables de que el terreno también se mueve en función de su peso.
Comprender que el suelo bajo nuestros pies nunca está inmóvil es el primer paso para entender una Tierra viva.
