GEOLOGIA BASICA DE GUATEMALA

Conceptos básicos

Hay que tener en claro algunos conceptos físicos básicos para comprender la lógica del funcionamiento de las placas tectónicas. El primer concepto a comprender es la densidad. La densidad es la relación masa/volumen de una sustancia cualquiera o en términos más sencillos es la cantidad de un elemento en un espacio determinado. Convencionalmente se expresa como unidades de peso en Kilogramos (el peso es lo más cercano a la masa sin tomar en cuenta la gravedad) dividido sobre una unidades de volumen en metros o centímetros cuadrados.

Las masas en el universo son atraídas por la gravedad. Una mayor masa resulta ser más atraída por la gravedad. Los objetos con mayor densidad tienen mayor masas y por lo tanto son más atraídos por la gravedad. De esto, los objetos con mayor densidad tienden a estar debajo (o más cerca del centro de la tierra de donde proviene la atracción gravitacional) que los objetos con menor densidad.

El segundo concepto a tomar en cuenta es la sedimentación. Debido a la gravedad las substancias más densas suelen estar debajo de las sustancias menos densas. Para tener una idea más clara de la forma en que funciona la sedimentación hay que imaginar simplemente un gran tarro lleno de canicas o piedra de al menos tres diferentes tamaños. Mientras más grande sea el tamaño de una canica o piedra dentro del tarro menor será su densidad o sea menor será la cantidad de canicas por volumen del tarro. Por el contrario, canicas muy pequeñas cabrán en mayor cantidad dentro del mismo volumen o sea serán más densas. La canica más grande posible dentro del tarro ocupara cierto espacio pero debido a su forma habrá espacios vacíos que no puede ocupar, los cuales si pueden ser ocupados a medida que las canicas son más y más pequeñas.

Debido a la existencia de varias fuerzas, incluyendo la gravedad, incluso aunque las canicas de diferentes tamaños se encuentren mezcladas juntas dentro del tarro, tarde o temprano estas se ordenaran verticalmente de acuerdo a su densidad están siempre las menos densas arriba y abajo las más densas.

Sin embargo, existen otras fuerzas involucradas en estos procesos como el movimiento de rotación de la tierra. Esta trabaja de forma similar a la gravedad pero en un sentido llamémosle horizontal. Cuando una substancia es sometida a la centrifugación sus componentes suelen ordenarse de acuerdo a su densidad desde las más densas afuera hasta las menos densas en la parte interna.

El tercer concepto a comprender es la convección o el efecto del calor sobre la densidad. Como una generalidad las sustancias en la tierra se expanden cuando reciben energía calórica. La energía agregada a las moléculas hace que estas se separen y por lo tanto la substancia tiende a ser menos densa. Cuando se calienta una jarra de agua, la parte de abajo es la primera en recibir calor, las moléculas entonces se vuelven menos densas y por orden natural tienden a moverse hacia arriba desplazando las moléculas que se encontraban en la superficie. Debido a esto puede observarse como el agua empieza a desarrollar un movimiento circular de las moléculas menos densas moviéndose a la superficie y las menos densas bajando al fondo. Las moléculas que bajaron de la superficie reciben calor hasta que se vuelven menos densas que las de la superficie  y una vez más se desplazan hacia arriba. Este movimiento circular es conocido como corriente de convección.

Estos tres simples conceptos básicos de física son indispensables para comprender la formación de la tierra, de las placas tectónicas y por ende de Guatemala.

Las placas tectónicas

La primera parte del proceso de formación de las placas tectónicas a describir es el proceso horizontal. Hace poco más de 4 mil millones de años la tierra era una bola de elementos calientes simples formados por polvo estelar rotando alrededor del sol. Hace unos 3 o 4 mil millones de años la parte externa de la tierra que en ese entonces era en cierta forma un mar de magma se fue enfriando para formar una delgada corteza donde ocurrieron diversas reacciones químicas de formación de elementos. Hay que tener en mente que estas capas química y físicamente habían reaccionado y sus componentes eran distintos a los originales del mar de magma. Estas delgadas capas siendo sólidas y más densas iniciaron un proceso de hundimiento hasta cierto punto donde de nuevo se divertían. La delgada capa superior sólida se hundía en pedazos, dando espacio a magma que nuevamente se solidificaba y volvía a hundirse.

Las delgadas capas sólidas se fueron acumulando y fueron compactándose a sí mismas por su propio peso para formar las relativamente gruesas capas de corteza terrestre rocosa que componen las placas tectónicas.

En esos momentos se dio también la formación de la luna, el establecimiento del eje de rotación y la aparición del agua en la tierra. Sin embargo, estos procesos requieren de una explicación más profunda, por lo que no se trataran en este momento. Sin embargo, hay que aclarar que cuando el agua surgió quedó atrapada encima de las placas tectónicas separada del magma de La Tierra.

La segunda parte del proceso de formación es la consideración de las fuerzas centrifugas que afectan los sistemas planetarios. El  movimiento rotativo del planeta básicamente dio lugar a la formación de continentes. 

Simultáneamente al proceso horizontal, al irse formando estas capas tectónicas rocosas el proceso de rotación gravitacional hizo que las rocas más densas se concentran en un punto específico del planeta mientras las capas menos densas se concentraron en otra parte del planeta.

Sin embargo, esta capa que rodea la tierra no es estática. Desde el principio debido al movimiento mismo de la tierra y al movimiento de convección del magma terrestre esta corteza se formó dividida en pedazos. Las partes se mantuvieran juntas de acuerdo a su respectiva densidad. Las partes menos densas dieron lugar a la formación de las placas tectónicas oceánicas, mientras que las partes más densas dieron lugar a la formación de las placas tectónicas continentales.

Desde el principio la formación de las áreas menos densas formó los primeros pequeños y antiguos continentes. Estos fueron creciendo hasta formar lo que se conoce como la Pangea. Sin embargo, debido al movimiento del planeta este megacontinente se ha formado y se ido partiéndose en pedazos y lo mismo ha sucedido con las placas tectónicas oceánicas. La división de la Pangea ha dado lugar a todas las zonas continentales del planeta. Las placas tectónicas oceánicas son las que han quedado debajo del agua después de la aparición de la misma en la tierra.

Las placas continentales oceánicas son entonces más densas que las placas continentales terrestres.  Hay diferencias considerables entre ambos tipos de placas. La corteza oceánica forma el fondo del mar. Está formada por rocas de alrededor de 180 millones de años, ya que esta constantemente surgiendo del centro del océano y corriéndose hacia la parte baja de las placas continentales donde se subduce y se recicla en el manto. La corteza oceánica es relativamente delgada ya que tiene entre 3 y 15 kilómetros de espesor. El área más profunda en el océano o sea la depresión dentro del agua más grande tiene alrededor de 11,000 metros. Las capas oceánicas son relativamente densas de alrededor de 3 g/cm3.

La corteza continental es mucho más vieja que la oceánica ya que tiene hasta 3600 millones de años. Esta corteza también es mucho más gruesa que la oceánica ya que tiene entre 30 y 70 kilómetros de ancho y es menos densa ya que tiene alrededor de 2.7 g/cm3.

Antiguos continentes

Hace 300 mil millones de años apareció el primer continente llamado Ur, el cual tendría probablemente el tamaño de Australia. Este continente vagó suelto durante 2 mil millones de años hasta que chocó con el resto de áreas continentales de Pangea. Se presume que partes de este continente actualmente forman parte del sur de África, el sur de Asia, el oeste de Australia y posiblemente parte de la Antártida.

En algún momento poco después, al sur del planeta apareció la Pangea, que es el megacontinente del que prácticamente se derivan todas las áreas continentales actuales. La actividad volcánica, sísmica, los movimientos en las placas tectónicas en el interior de la Tierra y varios otros factores climáticos, oceánicos y geológicos fueron moviendo y fisurando en partes los continentes.

Hace 200 millones de años este megacontinente se dividió en dos grandes áreas continentales llamadas Gondwana y Laurasia.

Gondwana constituía la parte sur de Pangea y actualmente forma África, América del Sur, Australia, Madagascar, Antártica y la India.

En algún momento en este periodo un pequeño continente llamado Laurentia apareció y chocó con la masa continental de Laurasia y se unió a la misma. Este pequeño continente forma lo que actualmente conocemos como Norteamérica.

Laurasia surgió el continente Eurasia que incluye a toda Europa y a gran parte de Asia. El resto formaría lo que actualmente es América del Norte. 

Hace solo 1.8 mil millones surgió otro pequeño continente llamado Báltica que chocó con el norte de Laurasia y actualmente corresponde al norte de Europa, Escandinavia y parte de Rusia y en su mayoría dentro del círculo polar norte.

Bloques Maya y Chortí

Hay que considerar la forma del corte transversal que tienen las placas tectónicas para analizar sus interacciones.  Las placas tectónicas tienen la forma de un panqueque. Aunque tienen una forma geométrica irregular y diversos tamaños, sus bordes se van haciendo cada vez más delgados hacia los bordes. De esto, si una placa continental está flotando en el océano sus bordes delgados dependiendo de su densidad específica se mantendrían cubiertas por el agua hasta cierto punto.

Hace 200 millones de años algunas partes de los componentes de lo que ahora es Centroamérica se encontraban en la Pangea en el límite de lo que serían Gondwana y Laurasia. Hasta hace unos 55 millones de años estas porciones debido a que se encontraban en el borde de Laurasia estarían en un continuo proceso de emerger y sumergirse en el borde.

En cierto momento el continente de Norteamérica proveniente de Laurasia y el continente de Suramérica proveniente de Gondwana estuvieron separados por una porción marina que ocuparía lo que hoy es Centroamérica. Esta porción marina es lo que hoy conocemos como el mar Caribe.  

La placa tectónica del Caribe empezó a separarse alrededor de hace unos 125 millones de años. Esta placa continental aparentemente tiene cierta densidad que la hace encontrarse en su  mayor parte sumergida pero cuyos bordes se encuentran elevados por las interacciones con otras placas tectónicas. Debido a esta densidad media, este mar es en general  poco profundo y sus bordes forman el conjunto de islas que forman el Caribe. La placa se ha ido desplazando básicamente en sentido noreste desde ese entonces. Toda el área es un sitio con variedad de interacción de placas y terrenos superponiéndose y empujándose unos a otros de una manera caótica.

Al llegar más o menos a su posición actual, el borde de la placa en su contacto con la placa de Cocos llegó a un punto tan débil y su densidad tan diferente de la placa de Cocos que se inició el proceso de subducción y la formación de la cadena volcánica en el área donde siempre ha estado localizado el cinturón de fuego de las placas tectónicas a nivel mundial.

Probablemente había ya un cinturón volcánico localizado en el sitio, pero el apelmazamiento de la placa del caribe en su movimiento al este los aplacó, formando un nuevo cinturón en la parte sur de la placa en el mismo sitio.

Remanentes del continente de Pangea estuvieron todo el tipo flotando en el borde sur del continente norteamericano en procesos de inmersión y elevación. En su movimiento hacia el este, la placa tectónica del Caribe desplazó una porción hacia lo que hoy conocemos como Honduras y otra parte como lo que hoy conocemos como Yucatán. La parte oeste de la placa tectónica del caribe que tiene por encima la porción que cubre el sur de Guatemala y Honduras es conocida como el bloque Chortí y el área antigua que al final quedó formando la península de Yucatán es conocida como el bloque Maya.

Hace 125 millones de años estos terrenos se encontraban aflorando entre mares someros en una porción de mar entre los continentes aun en separación de Gondwana y Laurasia y había una buena cantidad de islas volcánicas en formación.

Hace 75 millones de años las islas mayores del caribe estaban formando un puente entre Sudamerica y Norteamerica. 

Hace 65 millones de años, el famoso meteorito que colisionó en el área de Yucatán produjo la gran extinción masiva en La Tierra. En ese momento Yucatán eran solo aguas someras.

Hace 55 millones de años la placa del Caribe empujó los bloques Chortí y Maya y topó con la parte levanta de las islas dejando al lado oeste la cadena volcánica.

Durante los últimos 35 millones de años la actividad volcánica ha formado y cubierto lo que actualmente conocemos como la vertiente del Pacífico. Esta actividad ha cubierto en gran parte el bloque Chortí.

Las placas siguen actualmente en movimiento. La Placa del Caribe se desplaza hacia el Este a aproximadamente entre 12 y 22 milímetros por año con respecto a la Placa Suramericana.

La forma de Guatemala

En la actualidad el territorio de Guatemala está formado por la interacción de tres placas tectónicas: la placa oceánica de Cocos, la placa terrestre de El Caribe y la placa terrestre de Norteamérica.

La placa de El Cocos forma lo que conocemos como el Océano Pacífico, la placa de El Caribe forma todo el territorio de la costa sur hasta la parte sur de las montañas en el centro del país y la placa de Norteamérica va desde el norte de las montañas en el centro del país incluyendo la planicie de Peten.

La placa continental de El Caribe es más densa que la placa oceánica de El Cocos. La placa continental de El Caribe se desplaza hacia el Este siendo empujada por la placa de El Cocos. En este proceso de choque debido a la diferencia de densidades (la placa de El Cocos es más densa) la placa de El Cocos se subduce (se desplaza hacia abajo y se derrite en el magma dentro de La Tierra).

En esta área de interacción las dos placas son delgadas, lo que hace que en un punto entre 80 y 100 Kilómetros de la costa del Pacífico el magma escape formando los volcanes. Debido a esto a lo largo de la costa a esta distancia se encuentre la cadena volcánica del país.

En el centro del país la placa de Norteamérica es empujada por la placa de El Caribe. Ambas placas tienen densidades similares por lo que no puede haber un proceso de subducción. En contraste, el choque de ambas placas hace que el punto donde ambas chocan se eleve formando montañas. Debido a esto, a lo largo del centro del país pueden encontrarse una serie de cadenas montañosas cruzando el país de lado a lado en sentido Este-Oeste. La placa continental de El Caribe como se puede observar en la figura se desplaza en sentido muy diferente al sentido que se desplazan el resto de placas continentales del mundo ya que el resto se están desplazando hacia el Oeste.

Esta explicación también nos aclara finalmente como es que Guatemala es uno de los territorios más jóvenes del planeta y también el hecho de que no se tengan fósiles de dinosaurios sino que solo de mamíferos antiguos. El área se ha visto sometida a grandes extinciones. E la figura de abajo se puede ver como es que la última extinción (número 5) que marca el cambio entre la era mesozoica y cenozoica y el área de Guatemala fue practicamente el centro de esta ultima extinción.