¿Cómo se formó el este de Norteamérica?

Cuando Maureen Long habla con el público sobre su trabajo, le gusta pedirles a los asistentes que cierren los ojos y piensen en un paisaje con una geología increíble. Siempre recibe las mismas sugerencias: Islandia, el Gran Cañón, el Himalaya. “Nunca nadie dice Connecticut”, dice Long, geóloga de la Universidad de Yale en New Haven, en ese estado.

Y, sin embargo, Connecticut —junto con gran parte del resto del este de Norteamérica— guarda importantes pistas sobre la historia de la Tierra. Esta región, que los geólogos denominan margen oriental de Norteamérica, abarca básicamente la costa oriental de Estados Unidos y un poco más al norte, hasta el Canadá atlántico. Se formó a lo largo de cientos de millones de años al chocar y fusionarse fragmentos de la corteza terrestre. Las montañas se elevaron, los volcanes entraron en erupción y nació el océano Atlántico.

Gran parte de esta historia geológica solo se ha hecho evidente en la última década, después de que los científicos cubrieran Estados Unidos con sismógrafos y otros instrumentos para iluminar las estructuras geológicas ocultas en las profundidades de la corteza terrestre. Los descubrimientos resultantes incluyen muchas sorpresas, desde por qué hay volcanes en Virginia hasta por qué la corteza bajo Nueva Inglaterra está extrañamente arrugada.

El trabajo podría ayudar a los científicos a comprender mejor los bordes de los continentes en otras partes del mundo; muchos dicen que el este de Norteamérica es una especie de laboratorio natural para estudiar regiones similares. Y eso es importante. “El cuento que relata sobre la historia de la Tierra y sobre este conjunto de procesos terrestres... [es] realmente fundamental para el funcionamiento del sistema terrestre”, afirma Long, que escribió un análisis en profundidad de la geología del este de Norteamérica en el Annual Review of Earth and Planetary Sciences de 2024.

Nacido de las colisiones continentales

En la actualidad, la mayor parte de Norteamérica está formada por diferentes partes. Al oeste hay cadenas montañosas relativamente jóvenes y poderosas, como Sierra Nevada y las Rocosas. En el centro está el antiguo corazón del continente, las rocas más antiguas y estables. Y al este está la larga franja costera del margen oriental norteamericano. Cada una de estas zonas tiene su propia historia geológica, pero es la de la parte oriental la que recientemente ha cobrado mayor nitidez.

Durante décadas, los geólogos han comprendido a grandes rasgos cómo se formó el este de Norteamérica. Comienza con la tectónica de placas, el proceso en el que las piezas de la corteza terrestre se desplazan con el tiempo, impulsadas por los movimientos de agitación del manto subyacente. Las placas tectónicas crearon y luego separaron un antiguo supercontinente conocido como Rodinia. Hace unos 550 millones de años, un fragmento de Rodinia se desplazó hacia el sur del ecuador, donde permaneció en silencio durante decenas de millones de años. Ese fragmento es el corazón de lo que hoy conocemos como el este de Norteamérica.

Entonces, hace unos 500 millones de años, las fuerzas tectónicas empezaron a arrastrar fragmentos de otras masas continentales hacia el futuro este de Norteamérica. Llevados como piezas de una cadena de montaje, estos fragmentos continentales chocaron contra ella, uno tras otro. Los pedazos se pegaron entre sí y formaron el margen continental.

Durante ese proceso, a medida que más y más colisiones continentales arrugaban el este de Norteamérica y lanzaban al cielo sus pedazos aglomerados, nacieron los montes Apalaches. Al oeste, el margen oriental de Norteamérica se había fusionado con antiguas rocas que hoy forman el corazón del continente, al oeste de los Apalaches y a través del Medio Oeste hasta las Grandes Llanuras.

Hace unos 270 millones de años, esa acción ya había concluido y todas las masas continentales del mundo se habían fusionado en un segundo supercontinente único, Pangea. Entonces, hace unos 200 millones de años, Pangea comenzó a separarse, una ruptura geológica que formó el Océano Atlántico, y el este de Norteamérica se desplazó hacia su posición actual en el globo.

Desde entonces, la erosión ha desgastado las cumbres de los otrora poderosos Apalaches y el este de Norteamérica se ha asentado en una existencia casi tranquila. Es lo que los geólogos llaman un “margen pasivo”, porque, aunque es el borde de un continente, ya no es el borde de una placa tectónica: esta se encuentra a miles de kilómetros hacia el este, en medio del océano Atlántico.

En muchas partes del mundo, los márgenes continentales pasivos son solo eso —pasivos, y bastante aburridos geológicamente—. Pensemos en el extremo oriental de Sudamérica o en la costa del Reino Unido; no son lugares con volcanes activos, grandes terremotos u otra actividad planetaria importante.

Pero el este de Norteamérica es diferente. Allí pasan tantas cosas que algunos geólogos lo han bautizado con humor como “margen pasivo-agresivo”.

Esa acción incluye montañas relativamente altas —por alguna razón, los Apalaches no se han erosionado del todo incluso después de decenas o cientos de millones de años—, así como pequeños volcanes y terremotos. Entre los recientes sismos de la costa este se encuentran el temblor de magnitud 5,8 cerca de Mineral, Virginia, en 2011, y uno de magnitud 3,8 frente a la costa de Maine en enero de 2025. Así pues, existe actividad geológica en el este de Norteamérica. “Solo que no es la típica actividad tectónica”, afirma Sarah Mazza, petróloga del Smith College en Northampton, Massachusetts.

Datos sobre la corteza terrestre

Durante décadas, los geólogos han construido la historia del este de Norteamérica cartografiando las rocas de la superficie terrestre. Sin embargo, a partir de 2010 obtuvieron una visión mucho mejor y muchos nuevos datos. Esto ocurrió después de que un proyecto de investigación financiado con fondos federales conocido como EarthScope cubriera el territorio continental de Estados Unidos con sismógrafos. Uno de sus objetivos era recopilar datos sobre cómo la energía sísmica de los terremotos reverberaba a través de la corteza terrestre y el manto superior. Como si fuera una tomografía computarizada del planeta, esa información pone de relieve estructuras que se encuentran bajo la superficie y que de otro modo no se detectarían.

Con EarthScope, los investigadores podían ver de repente qué partes de la corteza estaban calientes o frías, o eran fuertes o débiles —información que les indicaba lo que estaba ocurriendo bajo tierra—. Disponer de esta nueva visión es como si los astrónomos pasaran de mirar las estrellas con binoculares a utilizar un telescopio, explica Long. “Se pueden ver más detalles y estructuras más finas”, explica. “Muchas de las características que ahora sabemos que están presentes en el manto superior bajo el este de Norteamérica, en realidad solo las desconocíamos”.

Y entonces los científicos consiguieron una óptica aún mejor. Long y otros investigadores empezaron a colocar más sismógrafos, formando densas líneas y conjuntos sobre el terreno en lugares donde querían tener una visión aún mejor de lo que ocurría bajo la superficie, incluyendo Georgia y Virginia Occidental. Los miembros del equipo se veían obligados a conducir por el campo para instalar cuidadosamente las estaciones de los sismógrafos, con la esperanza de que sobrevivieran a las nevadas y las arañas de uno o dos años hasta que alguien pudiera volver para recuperar los datos.

El método funcionó —y los geofísicos tienen ahora una idea mucho más clara de lo que hacen la corteza y el manto superior bajo el este de Norteamérica—. En primer lugar, han descubierto que el grosor de la corteza varía de un lugar a otro. Las partes que son los restos de la masa continental original del este de Norteamérica tienen una corteza mucho más gruesa, de unos 45 kilómetros. La corteza que se encuentra bajo los trozos continentales que se adhirieron posteriormente al borde oriental es mucho más fina, de unos 25 a 30 kilómetros de grosor. Esta diferencia se remonta probablemente a la formación del continente, dice Long.

Pero ocurre algo aún más extraño. Las imágenes sísmicas muestran que, bajo partes de Nueva Inglaterra, es como si partes de la corteza y del manto superior se hubieran deslizado una sobre otra. Un estudio de 2022 dirigido por el geocientífico Yantao Luo, colega de Long, descubrió que el límite que marca el fondo de la corteza terrestre —a menudo denominado Moho, en honor al sismólogo croata Andrija Mohorovičić— estaba apilado doblemente, como dos tortitas superpuestas, bajo el sur de Nueva Inglaterra.

El resultado fue tan sorprendente que al principio Long no creyó que pudiera ser correcto. Pero Luo lo comprobó dos y tres veces, y la respuesta se mantuvo. “Es una geometría inusual”, dice Long. “No estoy segura de haberla visto en ningún otro sitio”.

Es particularmente extraño porque el Moho de esta región aparentemente ha logrado mantener su doble apilamiento durante cientos de millones de años, dice Long. Cómo ha ocurrido es un misterio. Una idea es que la masa continental original del este de Norteamérica tenía una corteza extremadamente fuerte y gruesa. Cuando empezaron a llegar pedazos continentales más débiles y a pegarse a ella, la comprimieron y la superaron en algunos puntos.

Cómo está funcionando el Moho

La fuerza de esa colisión podría haber arrastrado el Moho de las piezas entrantes hacia arriba y por encima de la masa terrestre más antigua, duplicando así el Moho, dice Paul Karabinos, geólogo del Williams College de Williamstown, Massachusetts. Algo parecido podría estar ocurriendo hoy en el Tíbet, cuando la placa tectónica de la India choca con la de Asia y aplasta la corteza contra la meseta tibetana. Long y sus colegas aún están tratando de determinar la extensión del fenómeno del Moho apilado en Nueva Inglaterra; ya han encontrado más indicios bajo el noroeste de Massachusetts.

Un segundo descubrimiento sorprendente que se desprende de los estudios sísmicos es por qué volcanes de 47 millones de años de antigüedad situados en la frontera de Virginia y Virginia Occidental pudieron entrar en erupción. Estos volcanes son las erupciones más jóvenes que se han producido en el este de Norteamérica. También son un misterio, ya que no hay ninguna fuente evidente de roca fundida en el margen continental pasivo que pudiera alimentarlos.

La respuesta, una vez más, vino de los detallados escáneres sísmicos de la Tierra. Estos mostraron que faltaba un trozo de la parte inferior de la corteza terrestre bajo los volcanes: por alguna razón, la parte inferior de la corteza se hizo pesada y goteó hacia abajo desde la parte superior, dejando un hueco. “Ahora eso debe ser rellenado”, explica Mazza. Las rocas del manto fluyeron hacia el hueco, experimentando una caída de presión a medida que ascendían. Ese cambio de presión provocó la fusión de las rocas del manto —y creó el depósito fundido que alimentó las erupciones de Virginia—.

El mismo proceso podría estar ocurriendo en otros márgenes continentales pasivos, afirma Mazza. Descubrirlo bajo Virginia es importante porque demuestra que hay más y diferentes formas de alimentar volcanes en estas zonas de lo que los científicos habían creído posible hasta ahora: “Esto refuerza la idea de que hay más formas de crear fusión que el proceso tectónico estándar”, afirma.

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Long y sus colegas están estudiando si otras partes del margen oriental de Norteamérica también presentan este goteo de la corteza. Una pista está surgiendo de cómo viaja la energía sísmica a través del manto superior en toda la región. Las rocas situadas bajo los volcanes de Virginia muestran una extraña ralentización, o anomalía, cuando la energía sísmica las atraviesa. Eso podría estar relacionado con el goteo de la corteza que se está produciendo allí.

Los estudios sísmicos han revelado una anomalía similar en el norte de Nueva Inglaterra. Para tratar de desentrañar lo que podría estar ocurriendo en esta segunda anomalía, el equipo de Long cuenta actualmente con una cadena de sismógrafos a través de Massachusetts, Vermont y Nuevo Hampshire, y una segunda densa matriz en el este de Massachusetts. “Quizá algo parecido a lo que ocurrió en Virginia pueda estar en proceso... en otros lugares del este de Norteamérica” afirma Long. “Esto podría ser un proceso, no solo algo que ocurrió una vez”.

Long tiene incluso la intención de ir más al norte para realizar estudios sísmicos a lo largo del margen continental en Terranova e incluso en Irlanda, que en su día estuvo junto al margen continental norteamericano hasta que el Océano Atlántico se abrió y los separó. Los primeros resultados sugieren que puede haber diferencias significativas en el comportamiento del margen pasivo en el lado norteamericano y en el irlandés, según informó el colaborador de Long, Roberto Masis Arce, de la Universidad de Rutgers, en la conferencia de la Unión Geofísica Americana de diciembre de 2024.

Todos estos descubrimientos demuestran que el margen oriental de Norteamérica, antes considerado pasivo, tiene mucho más a su favor de lo que podría pensarse. “Pasivo no significa geológicamente inactivo”, afirma Mazza. “Vivimos en un planeta activo”.

Artículo traducido por Debbie Ponchner