Me encanta leer artículos antiguos. Hace unos días estaba investigando un poco por casualidad sobre la geomorfología de las profundidades marinas de la costa este de Estados Unidos y me encontré con el artículo de 1936 publicado en el American Journal of Science por el geólogo y profesor de Harvard Reginald Daly* sobre el origen de los cañones submarinos. Antes de la década de 1920, los oceanógrafos y geólogos marinos cartografiaban la profundidad del fondo marino dejando caer una línea con peso en el agua y midiendo la longitud de esa línea cuando tocaba el fondo. Con estos datos se elaboraban mapas de la topografía del fondo marino, denominados mapas batimétricos. Pero todo esto cambió en la década de 1920 con el desarrollo de nuevas tecnologías para la ciencia marina exploratoria:
Las ecosondas se introdujeron para los estudios en aguas profundas a partir de la década de 1920. Las tecnologías Sonar__ __(SOund NAvigation and Ranging) revolucionaron la oceanografía del mismo modo que la fotografía aérea revolucionó la cartografía topográfica.^
Como resultado de esta nueva herramienta, se publicaron a gran velocidad nuevos datos que caracterizaban la forma y la escala del paisaje bajo el mar. Los cañones submarinos fueron identificados por los cartógrafos anteriores al Sonar, pero no fue hasta este avance tecnológico que nos dimos cuenta de lo comunes que son. Ahora sabemos que hay cientos (tal vez miles, según la definición que se dé) de cañones submarinos que se adentran en las plataformas y taludes continentales de toda la Tierra. El cañón submarino de Monterey, en la costa de California central, por ejemplo, es tan profundo y ancho como el Gran Cañón.
El artículo de Daly de 1936 es una joya para leer debido a su propósito simple y conciso: resumir el conocimiento actual basado en estos nuevos datos y luego discutir cómo estas características submarinas llegaron a ser dentro de ese contexto. Daly resume algunas de las observaciones clave de estos nuevos datos, que parafrasearé aquí:
- Algunos cañones submarinos parecen ser la prolongación en alta mar de grandes ríos, pero hay muchos que no se corresponden con ríos.
- Algunas partes de las plataformas continentales, especialmente cerca de la costa, tienen rasgos erosivos que son claramente ríos del Pleistoceno ahora ahogados (cuando el nivel del mar era ~100 m más bajo que el actual).
- Muchos cañones han sido rastreados hasta casi 3000 metros por debajo del nivel del mar.
- Los cañones son relativamente rectos con el eje orientado hacia el talud continental.
- Algunos cañones se ramifican en sus extremos superiores asemejándose a los patrones dendríticos de las cuencas de drenaje de los ríos en tierra.
- Algunos cañones se ensanchan y ensanchan en sus extremos exteriores, hacia el océano profundo.
- Los suelos de los cañones examinados hasta ahora están cubiertos de lodo.
Por la década de 1930 la idea de que el nivel del mar era mucho más bajo (~120 m o casi 400 pies más bajo que hoy) durante el Último Máximo Glacial hace unos 15,000-20.000 años atrás estaba bien establecida. Daly analiza los procesos que crearon los valles sumergidos en las partes cercanas a la costa de las plataformas continentales en el contexto de las fluctuaciones glaciares-interglaciares del nivel del mar. Cuando el nivel del mar era más bajo y las plataformas continentales quedaban expuestas, los ríos se extendían hasta la correspondiente línea de costa inferior. Por ejemplo, el valle de la plataforma del Hudson es el remanente del río Hudson del Pleistoceno que desembocaba en el océano Atlántico cuando la línea de costa estaba a más de 100 km hacia el mar de la ubicación actual (el borde hacia el mar del polígono amarillo en el mapa de la izquierda).
¿Pero qué pasa con estos cañones submarinos recientemente cartografiados? ¿Cómo se formaron estos rasgos erosivos lineales que se extienden fuera de la plataforma continental hasta aguas mucho más profundas (hasta 3000 m o 9.500 pies)? Seguramente el nivel del mar no descendió tanto como para permitir que los ríos se extendieran hacia las cuencas oceánicas drenadas. Daly discute una idea propuesta por otros de que tal vez el nivel del mar bajó en un sentido relativo como resultado del levantamiento tectónico:
La concepción prevaleciente del origen de las fosas exige que hacia el final del desarrollo de las plataformas en los tres océanos se elevaron cerca de 3000 metros, luego durante un período geológicamente breve se mantuvieron estables, y finalmente fueron forzadas a hundirse cerca de 3000 metros, a fin de restablecer con extrema delicadeza la relación hipsométrica descrita. La improbabilidad de semejante oscilación, que afectó a cinco continentes y a los correspondientes fondos marinos, es de inmediato manifiesta.
En otras palabras, hubo un levantamiento global de casi 3.000 metros seguido de un hundimiento global de la misma magnitud para producir un cambio tan grande en el nivel del mar. Casi se puede escuchar a Daly exclamar «¡Eso es absurdo!» en su declaración anterior. Un cambio global y de tal magnitud habría dejado otras pruebas en todo el planeta. Entonces, ¿cómo se formaron estos cañones y canales de aguas profundas?
Daly utiliza el resto del artículo para proponer una hipótesis de que las corrientes ricas en sedimentos eran lo suficientemente densas como para fluir por las pendientes submarinas bajo la fuerza de la gravedad:
Mientras el sedimento estuviera «suspendido»… esa agua era efectivamente más densa que el agua limpia más alejada del mar o el agua por debajo de la zona de agitación rápida. Debe haber habido una tendencia a que el agua ponderada se sumerja bajo el agua más limpia, se deslice a lo largo del fondo suavemente inclinado de la plataforma, y fluya aún más rápido por el talud continental más empinado. … ¿Fueron estas corrientes del fondo lo suficientemente fuertes como para haber excavado las fosas submarinas que ahora se discuten?
En el clavo. Y, sí, estas corrientes de densidad cargadas de sedimentos -llamadas corrientes de turbidez- y flujos similares son lo suficientemente vigorosos como para contribuir a la erosión de los cañones submarinos. Décadas de ciencia desde el artículo de Daly han demostrado que los depósitos de las corrientes de turbidez -llamados turbiditas- se acumulan en la boca y dentro de estos cañones de aguas profundas. Esta relación se conoce a partir de los sistemas de prospección aún activos en la actualidad (o muy recientes desde el punto de vista geológico) y de la investigación de antiguos ejemplos que fueron enterrados, litificados y que ahora están expuestos como afloramiento en la superficie de la Tierra.
La hipótesis de Daly hizo exactamente lo que se supone que deben hacer las hipótesis: condujo a una mayor investigación, como se afirma en la apertura del famoso artículo de Heezen y Ewing (1952) sobre el terremoto de Grand Banks y la corriente de turbidez:
Estimulados por la hipótesis de Daly (1936) de que las corrientes de densidad (turbidez) esculpían los cañones submarinos que diseccionan los márgenes continentales, Stetson y Smith (1937), Kuenen (1937, 1947, 1948, 1950) y Bell (1942) llevaron a cabo experimentos en tanques a partir de los cuales concluyeron que las corrientes de turbidez no sólo son posibles en el mar moderno, sino que son importantes agentes de transporte.
¡Ciencia!
¿Sabemos todo lo que hay que saber sobre la formación de los cañones submarinos? Desde luego que no. Hay mucho más que aprender sobre estos sistemas. La comprensión de las corrientes de turbidez y los paisajes sumergidos que forman son difíciles de estudiar porque estos procesos (1) ocurren en las profundidades del mar, donde es órdenes de magnitud más difícil/caro hacer mediciones directas y (2) ocurren con poca frecuencia en comparación con las escalas de tiempo humanas, con intervalos de recurrencia de cientos a miles de años. Los experimentos numéricos y físicos (en canal) están mejorando constantemente, pero todavía tienen un camino que recorrer. Entender estos sistemas es importante porque se trata de las mayores acumulaciones de detritos de la Tierra; son un archivo de la construcción de montañas, del cambio climático y, en escalas de tiempo más recientes, de la influencia antropogénica en la transferencia de material de la tierra al mar.
Disfruto leyendo estos viejos artículos porque muestran que hemos progresado. Merece la pena, de vez en cuando, dar un gran paso atrás y releer los artículos de vanguardia en tu campo.
Reginald Aldworth Daly (1936). Origen de los cañones submarinos American Journal of Science
*Imágenes: (1) captura de pantalla del título y el resumen de Daly (1936); (2) el mapa contorneado de 1897 del «Valle Sumergido» de Monterey publicado por George Davidson en las Proceedings of Calif. Acad. of Sciences. Cortesía de la NOAA Photo Library; (3) Mapa batimétrico del valle de Hudson Shelf / USGS; (4) Representación artística de una corriente de turbidez / Open University; (5) Mapa del cañón submarino de Hueneme / USGS
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* Daly es más conocido por sus contribuciones a la comprensión del origen de las rocas ígneas y las primeras ideas sobre la tectónica de placas.
^* Esta cita, y mucho más sobre la historia de la cartografía del fondo marino, de esta página en Penn State; también ver esta página del SERC sobre la historia de la cartografía del fondo marino.
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