Orogénesis

Cordillera de los Andes. Autor: desconocido.

La orogénesis es la formación o rejuvenecimiento de un orógeno (una cadena montañosa) causada por la deformación compresiva de regiones más o menos extensas de litosfera continental, produciéndose un engrosamiento cortical y sufriendo los materiales diversas deformaciones tectónicas de carácter compresivo, incluido plegamiento, fallamiento y, también, el corrimiento de mantos. Al conjunto de procesos orogénicos que dan forma a una o varias cadenas montañosas en un periodo de tiempo determinado se los denomina orogenia o etapa orogénica, que puede estar dividida en varias fases de actividad (fases orogénicas).

El problema de la interpretación de la orogénesis ha sido el mayor problema teórico de la geología desde su origen. Se trata de explicar por qué, a pesar de la continuidad de los procesos de erosión, no deja de haber en la Tierra relieves elevados y abruptos. El desarrollo y aceptación de la teoría de la tectónica de placas a partir de la década de 1960 ofreció un nuevo marco teórico para la comprensión de este enigma. Hasta entonces las diversas teorías podían en su mayoría encuadrarse dentro de un conjunto conocido como teorías del geosinclinal/orógeno. Esta denominación alude al reconocimiento, no desmentido, de que las grandes cordilleras se levantan sobre todo con materiales sedimentarios acumulados en grandes cuencas marginales a los continentes, a las que se llama geosinclinales (este hecho se observa precisamente en el carácter sedimentario pero deformado de las formaciones rocosas de las más altas cumbres montañosas). Lo que faltaba en esas teorías tectónicas era una explicación satisfactoria del origen de las inmensas fuerzas de compresión necesarias para convertir un geosinclinal en un orógeno.

La teoría de la tectónica de placas explica el levantamiento como un efecto derivado de la convergencia de placas litosféricas. La convergencia arranca cuando la litosfera oceánica se rompe, generalmente junto al margen continental, en el lado externo de un geosinclinal, y consiste durante mucho tiempo en la subducción de esa litosfera oceánica bajo el margen continental, para terminar frecuentemente con una fase en la que la convergencia termina, dando lugar a la colisión de dos fragmentos continentales. Cuando se alcanza la fase de colisión, los orógenos que se forman son muy extensos y abruptos, con escasa actividad volcánica; este tipo viene ejemplificado por el Himalaya o los Alpes.

Continúa habiendo debate en torno al peso relativo de cada proceso natural involucrado en la orogénesis (fuerzas tectónicas, deformación de la litosfera, erosión y transporte de sedimento, clima, magmatismo, etc) en determinar la estructura actual de los orógenos. Desde finales de los años 90, por ejemplo, se ha desarrollado la idea de que el crecimiento del orógeno y su deformación interna es sensible a la distribución superficial de la erosión, controlada por el clima, pero no existe aún un consenso sobre la relevancia de este efecto.

Cerro Mesa (en la cordillera de los Andes, Chile). Autor: desconocido.

Tipos de orogénesis y de orógenos:

La orogénesis se produce siempre en bordes convergentes de placa, es decir, en las regiones contiguas al límite entre dos placas tectónicas cuyos desplazamientos convergen. Se reconocen dos tipos:

Orogénesis térmica u ortotectónica: Se produce cuando una placa subduce por debajo de otra; y se llama así por la importancia de los fenómenos magmáticos, incluidos los volcánicos, que se ponen en marcha como consecuencia de la fricción entre placas en el plano de Benioff. El adjetivo «ortotectónica» alude al predominio de los desplazamientos verticales, de los que los horizontales son subsidiarios.

La litosfera que subduce es invariablemente de tipo oceánico, y arrastra y deforma los materiales acumulados en un geosinclinal, los cuáles subducen en parte con la litosfera oceánica, inyectando en el manto agua, carbonatos y otros materiales que contribuyen a mantener su estado relativamente fluido (en el límite entre las dos placas se encontrará normalmente una fosa oceánica); en la otra placa, la litosfera puede ser inicialmente oceánica o directamente continental, y de ello dependen las dos modalidades de orógenos térmicos, también denominados arcos volcánicos.

Arcos de islas. Son archipiélagos constituidos por islas volcánicas, que tienen forma de arco y que están rodeados por su lado convexo por una fosa oceánica que marca el límite entre las dos placas. Por detrás del arco, en su cara cóncava, la propia subducción puede desencadenar procesos generadores de litosfera oceánica, ampliando la cuenca continental. Esa extensión de trasarco se observa por ejemplo en el mar del Japón.

Esquema ilustrativo que muestra un margen convergente de tipo oceánico-oceánico. La litosfera oceánica subduce por debajo de otra litosfera oceánica menos densa (más joven y más caliente), dando origen a un arco de islas volcánicas. Este proceso conlleva una intensa actividad sísmica. Autor: desconocido.

Cordilleras marginales. La subducción puede iniciarse cuando la compresión rompe la litosfera oceánica junto al borde de un continente, poniendo en marcha una convergencia y una subducción que levantan una cordillera en el margen continental. El caso más típico aparece representado por los Andes (de ahí que se conozca a estos orógenos como orógenos de tipo andino) donde las costas de Sudamérica aparecen bordeadas por una extensa fosa oceánica, la fosa del Perú.

Esquema ilustrativo que muestra un margen convergente de tipo oceánico-continental. La litosfera oceánica subduce por debajo de la continental, dando origen a un arco volcánico continental (1, 4 y 5) o cordillera marginal dentro del continente, y a un prisma de acreción (2 y 3) lleno de sedimentos acumulados en la fosa oceánica. Este proceso conlleva una intensa actividad sísmica (6). Autor: desconocido.

Orogénesis mecánica, paratectónica, de colisión o de tipo himalayo: Ocurre cuando el movimiento convergente de dos placas tectónicas arrastra un fragmento continental contra otro, haciéndolos colisionar. Las fuerzas y movimientos predominantes son horizontales (paratectónicos) y de origen propiamente tectónico (mecánico), con muy pequeña participación de procesos específicamente volcánicos o, más generalmente, magmáticos.

Para que la colisión pueda llegar a producirse es preciso primero que la subducción absorba la cuenca oceánica entre dos placas continentales, lo que implica que siempre hay una fase de orogénesis térmica antes de que se produzca la colisión continental. La orogénesis de tipo mecánico ha producido el relieve más importante del planeta, el formado por los Himalayas (de ahí que a estos orógenos se los denomine también orógenos de tipo himalayo) y la meseta del Tibet, que se han levantado por el choque de la placa que ahora forma la India, después de que se separara de África Oriental, con el continente eurasiático. En el proceso desapareció el mar de Tetis, del cual el mar Mediterráneo, el mar Negro y los lagos mar Caspio, mar de Aral o el Lop Nor son sus restos.

Esquema ilustrativo que muestra un margen convergente de tipo continental-continental. La litosfera oceánica subduce por debajo de la litosfera continental, arrastrando consigo a su propia litosfera continental, que debido a su baja densidad no puede hundirse dentro de la astenosfera. Las litosferas continentales colisionan y se repliegan la una sobre la otra, dando origen a una nueva cordillera. Este proceso conlleva una intensa actividad sísmica. Autor: desconocido.

Distribución actual:

En la actualidad, la orogénesis se concentra en dos grandes líneas o cinturones orogenéticos, que conectan entre sí el Caribe y el Sudeste asiático.

Efectos sobre el ambiente:

Las historias climática y ecológica recientes de la Tierra han sido muy influidas por las vicisitudes de la orogénesis, lo mismo que por la redistribución de las masas continentales. El levantamiento de grandes relieves modifica la circulación atmosférica, el régimen de vientos y la distribución de la humedad, pero también la migración de especies tanto marinas como continentales. Además en las fases en que se acelera el levantamiento, se producen una meteorización y una erosión más intensas, que provocan una disminución del CO₂ atmosférico.

Esto ocurre por la intensificación de la carbonatación de silicatos que la erosión somete a la intemperie; el resultado es un «secuestro» de CO₂ que reduce su concentración en la atmósfera y da lugar a un enfriamiento del clima global.

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Figuras:
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–Geofrik (2013). “Subducción”. Geofrik’s Blog. [link]

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–Anónimo (2008). «Los Antepasados». Cultura Mapuche. [link]
–Fuentes, M. (2012). «Cordillera, Chile». Flickr. [link]
–Ron Schott (2013a). «Lecture #7. Convergent Plate Boundaries: Subduction Zones & Continental Collisions». GEOL B11 – Historical Geology. [link]
–Ron Schott (2013b). «Lecture #7. Convergent Plate Boundaries: Subduction Zones & Continental Collisions». GEOL B11 – Historical Geology. [link]