LOS ORIGENES DE LA GEOLOGIA ESTRUCTURAL

E. MARTINEZ GARClA Deparramento de Geornorfologia y Geotectonica.

Facultad de Geologia, Oviedo. E~>paila

RESUMEN

Aunque numerasos aspectos relativos a la Geologia Esrructi~ral como son los referentes a cortes geolgicos, fallas, esqiiistosidad y cordilleras de plegamiento, aparecen ya ron el siglo XVIII, no es hasta la primera mitad del siglo XIX cuando se puede considerar a esta parte de las Ciencias de la Tierra, corisolidada, constituyendo un slido cuerpo doctrinal, con un desa- rrollo aproximadamente semejante de los aspectos microscopico, mesoscopico y de gran esca- la, conlo se puede comprobar al repasar los progresos en las diferentes escalas.

ABSI'R ACT

A llhough nul??erons aspecfs relared ro Srrucfuml Geolog-v, as are struciurcrl cro.~s secrions, foids, jauirs, sc-hisrosiry and r?~ountain building, are alreadv born in rhe XG'IfI cenrury, ir is not rrnril the.firs( hnlf of rhe XfX cxvfury when rhese Earth Sciences can he real& considered m such, wirh a coniparable developtrienf in srnall and great scale aspecfs as if can be dedrrced front he history of the birrh of all rhese concepts.

E. MartCnez Gurca

f . ANTECEDENTES

l . Anteriores al siglo X VZZI.

Las referencias a la formacin de las montaas nos vienen ya desde Pi- tgoras (580 a J.C.), quien narra la formacin de una colina en el Pelopo- neso "a causa de los vientos subterrineos igual que se infla la piel de una cabra". Ideas semejantes se encuentran en Aristteles (siglo IV a J.C.), que relaciona los volcanes con los terremotos, en Estrabn y en Plinio el Joven (siglo 1 a J.C.)

Estas ideas quedan luego oscurecidas durante el primer milenio de nues- tra Era hasta la traduccin de las obras clsicas por los rabes, reencontrn- dose en Avicena (10211, Alberto Magno ( 1 205-1280), etc., con pocas varia- ciones. La influencia de la Biblia es patente y slo se discute acerca del Di- luvio Universal, efectos sobre el modelado terrestre y sobre la erosin en general.

En esta poca ya se reconocen al menos dos tipos de montaas segn su origen: las formadas por erosin y las que se deben a los vientos y fue- gos subterrneos. Algunas hiptesis son curiosas, como la de Ristoro D'Arezzo, que en 1282 atribuye a las estrellas la formacin de montaas, ejerciendo accin de imn que reproduce en la Tierra la forma de las cons- telaciones. Esta misma explicacin es aceptada por Dante Alighieri en su es- crito De Acqua e Terra en 1320. Por otra parte, las observaciones de D'Arezzo sobre los agentes externos y sobre la geologa de Toscana son bas- tante correctas.

As llegamos hasta Georg Bauer (Agrcola), que en 1546 considera que existen cinco clases de montaas segn su origen: 1) por erosin de las aguas; 2) por acumulacin elica; 3) por vientos subterrneos; 4) por terremotos; y 5) por fuegos volcnicos, atribuyendo la mayora de ellas a la primera cau- sa. En estos tiempos, tambin Faventius (1561) expresa ideas parecidas en su libro De montiurn origine.

Ya en el siglo XVII tenemos una gran figura, reconocida como de in- fluencia decisiva en casi todas las ciencias de la Tierra, pero principalmen- te en la Estratigrafa, Mineralogia y Geologa Estructural: Stenon, quien su obra capital De solido intru solidorurn naturaliter contentum prodromus, publicada en 1669 en Florencia, sienta los principios de Ia geologa moder- na, sobre todo al enunciar lo que se ha llamado el "principio de la superpo- sicin" y tambin por sus descripciones del modo de formacin de la Ila- nura de Toscana. Por observaciones efectuadas en los bordes de esta depre-

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sin tectnica, dedujo que los estratos inclinados haban sido prirni tivamente horizontales y despus dislocados por hundimientos "en gigantescas cavi- dades subterrneas", como se puede apreciar en su esquemtica configura- cin, considerada la primera serie de cortes geolgicos correlativos (Fig. 1).

Fig. 1 .- Formacin de la LLanura de Toscana segn STENON (1669).

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Reconoci asimismo Stenon, adems de la fracturacin a que nos he- mos referido, el plegamiento o dobladura de las sustancias "a causa de su tenacidad". De esta forma lleg a establecer cuatro tipos de montaas: a) en bloques; b) de erosin; c) volcnicas; d) de plegamiento, precediendo as a Lehmann, Pallas, etc. Ida obra de Stenon tuvo una gran influencia en su poca, alcanzando tres ediciones (Florencia 1669, Leiden 1679 y Pistorli 1763). Fue traducida del latn por EIie de Beaumont ya en el siglo XIX.

Otro cientfico de inters en esta poca fue Martn Lister, quien en 1683 sugiri la conveiliencia de construir un mapa del suelo o de los minerales de Inglaterra, utilizando colores y sonibreados diferentes, aunque sin llegar a realizarlo.

2. El siglo X VIII .

Aunque el verdadero desarrollo de la Geologa Estructural no tendr lu- gar hasta el siglo XIX, es eii el siglo XVIII cuando realmente se sientan las bases de este desarrollo, sobre todo en lo que respecta a las escalas meso y macroscpica.

Los primeros cortes geolgicos se debieron a Johannes Scheuchzer, m- dico de Zurich y gran observador de la naturaleza, que en 1708 present a la Real Academia Francesa de Ciencias una representacin paisajstica de las riberas del lago Uri, en Suiza Central, en que representaba con toda fi- delidad pliegues y fallas existentes (fig. 2). Asimismo se deben a este autor, los cortes publicados en la obra de Vallisinieri (1715) sobre el origen de las fuentes. Scheuchzer public los resultados de sus observaciones acerca de los Alpes, en Leiden en 1723. Por su parte, Strachey (17 19) publica tam- bin un corte geolgico de la cuenca Carbonifera de Somersetshire, repre- sentando sobre las capas inclinadas con carbn, los terrenos discordantes mesozicos (Fig , 3).

Tambin Moro, en 1740, observa el plegamiento y la fracturacin en las montafias llamadas por l ((secundarias y las representa en cortes, atribu- yndolas a fuerzas subterrneas originadas por fuegos internos. Introduce as este autor el concepto global de la constitucin de las montafias, al dis- tinguir las primarias, de rocas no estratificadas y ((secundarias)), estratificadas.

Aunque Fontenelle (1 720) ya indic la necesidad de efectuar "mapas geo- grficos" en los que se scfialaran las "materias de conchas hundidas en la Tierra", Packe (1743) parece haber sido el primero en realizar un mapa geo-

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lgico de los alrededores de Canterbury, aunque fue de mucha mayor tras- cendencia y alcance el efectuado en 1746 por Guettard en Francia. Este ha- ba observado la dependencia de la vegetacin de la constitucin mineral- gica del suelo y sospech que las sustancias minerales se encontraban dis- tribuidas regularmente, construyendo lo que denomin "mapa mineralgi- co" de los alrededores de Pars, distinguiendo en el centro una "banda are- nosa" ovalada rodeada por una "banda margosa" y esta a su vez por una

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persistencia durante grandes distancias y el hecho de que se verticalizaran al aproximarse a las montaas. Tambin indic qu tal disposicin se de- ba a la elevacin de la parte central. Public diversos cortes con pliegues y fallas, as como de formacin de volcanes. Estas estructuras seran debi- das a la presin ejercida por vapores desde el interior, formados por la lle- gada de las aguas del mar a los fuegos interiores de la Tierra.

Fuchsel, expres ideas parecidas, publicando en 1762 un excelente ma- pa y cortes geolgicos de Thuringia. En su Historia de la Tierra y el Mar basada en la historia de las Montaas de Thuringia se encuentran ideas si- milares a las de Lehmann y MichelI, dndose cuenta tambin de la posicin del Carbonfero con restos de plantas, seguido por las Kupferschiefer, Zechs- tein, areniscas abigarradas, margas con yeso y Muschelkalk.

Pallas, de origen alemn y enviado por la emperatriz Catalina de Rusia a explorar su reino, public tambin en 1771 observaciones similares en los Urales. En 1778 publica Glaser en Leipzig el primer mapa en que las for- maciones geolgicas se representaban con ocho colores diferentes, diferen- ciando granito, gneis, esquistos, calizas, yeso, areniscas, arenas de ro, ar- cillas y limos y marcando tambin las localidades de basalto, serpentina, etc. Posteriormente, Palassou en 1781 publica mapas de carreteras de los Piri- neos con bandas de colores que representaban los diferentes terrenos.

En el ltimo cuarto del siglo XVIII, ejerce Werner una gran influencia y se piensa que las capas inclinadas se han depositado de esta manera en el "ocano universal", sin preocuparse de las causas del plegamiento y de la fracturacin. La falsedad de esta idea fue demostrada por el gelogo suizo de Sausurre (1787), mediante el estudio del conglomerado carbonfero de Aiguilles Rouges, comprobando que no exista engrosamiento hacia la par- te inferior. De Saussure fue el primero en escalar el Mont Blanc y estable- ci un premio para Ios que lo consiguieran con posterioridad, contribuyen- do as a desvanecer la repulsin existente en la poca hacia las montafas.

El siglo XVIII termina con la importante contribucin de Hutton a las ciencias geolgicas en general. Con respecto a la Geologa Estructural, se le puede atribuir a este autor sus referencias a las fallas, describiendo el salto horizontal y vertical y tambin el establecimiento de la teora de la eleva- cin, posteriormente enunciada por von Buch y cuyo germen habamos visto en Lomonosov. En 1788, Hutton afirma que "los movimientos ms importantes en la Tierra son los verti~ales, debidos a abombamientos pro- ducidos por la fuerza de los fuegos internos de la Tierra ... "Aunque la di- reccicn de la fuerza que elev a los estratos tuvo que haber sido de abajo hacia arriba, se combin con la gravedad y con la resistencia de las masas

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sobre las que actu para crear un esfuerzo lateral y oblicuo y producir aque- llas contorsiones de los estratos que, en gran escala, son los fenmenos geo- lgicos ms soprendentes e instructivos (Playfair 1802).

EL SIGLO XIX

Durante el siglo XIX tiene lugar el desarrollo fundamental de las dife- rentes ramas de la Geologa Estructural a todas las escalas, a partir de las bases sentadas por los investigadores que acabamos de citar. A continua- cin pasaremos revista sucintamente al desarrollo cronolgico de la esquis- tosidad, plegamiento, fracturacin, estudios geolgicos regionales, orog- nesis, desarrollo geojinclinal y Geofsica.

Comenzaremos a revisar el desarrollo de la esquistosidad aunque tuvo lugar simultneamente con el del plegamiento, para seguir un orden desde pequefia a gran escala.

Las caractersticas petrogrficas fundamentales de la esquistosidad fue- ron establecidas por Bakewell en 1815, con introduccin de los trminos {(fo- liacin)) y esquisto, indicando que la divisin en lminas se realizaba con frecuencia segn una direccin diferente a la de los estratos, lo que es una prueba decisiva de que la estructura esquistosa no se debe a la estratifica- cin. Posteriormente, Sedgwick (1835) atribuye la esquistosidad a la orien- tacin de los materiales por fuerzas cristalinas. Fox (1838) cree que se ge- nera por orientacin de las partculas en un sedimento hmedo por la ac- cin de una corriente elctrica. Estas ideas se repiten en De La Beche (1839) y Hopkins (1847).

Phillips (1844) asocia la esquistosidad a la deformacin de las rocas al observar su efecto en los fsiles de rocas esquistosadas. Sharpe (1847) la atri- buye a un aplastamiento mecnico por compresin en ngulo recto respec- to a los esfuerzos, sin admitir reiacin con la cristalizacin. Sorby (1853) estudia las mahchas de reduccin en los esquistos del N de Gales y creee que la reorientacin de partculas planas como la mica, es ms importante que el aplastamiento. Mediante experiencias con arcilla y escamas de hematites sometidas a compresin, consigue una buena esquistosidad. Sin embargo, Tyndall (1856) no admite estas ideas, vuelve a las de Sharpe, consiguiendo esquistosidades en cera por compresin y llama la atencin sobre la refrac- cin de la esquistosidad.

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Haughton (1856) observa que la esquistosidad es perpendicular al eje me- nor del elipsoide de deformacin, como ya haba mostrado Sharpe y tam- bin demuestra que existe expansin segn el plano de la misma. El con- cepto de eiipsoide de deformacin parece haber sido introducido por Thom- son & Tait en 1879 y su geometra fue tratada por Harker ( 1 886), con es- pecial referencia a cizallamiento puro y simple y a las relaciones entre de- formacin bi- y tridimensional. Otros autores que se ocuparon de la esquis- tosidad son Hitchcock (1 861), Lory (1 864), Daubree ( 1 876), Heim (1 878), Ramsay (1881), etc.

Lye11 (1835), Sedgwick (1835), Darwin (1846), Sorby (1857) y Harker (1886) entre otros, haban notado que muchos esquistos parecen estar re- cristalizados. El efecto de la solucin bajo presin en la transferencia de ma- terial fue reconocido por Sorby (1879) y Bonney (1884) describe la trans- posicin de la estratificacin mediante este fenmeno.

El origen de los pliegues comienza a clarificarse con los cortes y expe- riencias de Hall (1805, 1812) en Edimburgo. En e1 corte publicado en 18 15, Hall reproduce los pliegues del Silrico de Berwickshire, donde posea una casa en la que pasaba temporadas su amigo Hutton. Se pude quizas consi- derar a Hall como el iniciador de la Geologa Estructural experimental, ya que reprodujo en un aparato con tornillos laterales y usando arcilla pls- tica, estructuras semejantes a las de los cortes de la costa (Fig. 4). Como ya hemos visto, esta experimentacin fue continuada posteriormente por Sorby en 1853 y por Tresla (1 864, 1867, 1878, etc.), haciendo ver el papel de calor, agua y presin sobre la redristalizacin y deformacin plstica de las rocas. Harker (1886) hace notar asiniismo el efecto de la presin de confinamiento,

Fig. 4.- Aparato utilizado por JAMES HALL en 1812 para reproducir los pliegues obser- vados en Berwickshire.

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Hall atribuy posteriormente, infludo sin duda por las ideas de Hutton, el empuje horizontal que daba lugar al plegamiento, a la intrusin de ma- sas granticas. La influencia de las rocas gneas sobre la estructura no ha dejado de ser discutida desde entonces.

En 1818 enuncia von Buch su teora de /a elevncin (Erhebungstheo- rie), segn la cual, las convulsiones originadas por la intrusin de los pr- fidos augticos, causaban desplazamientos, fracturas, hundimientos y ple- gamiento~. Sobre esta teora nos extenderemos posteriormente al referirnos a la orogenesis.

Los conceptos de anticlinal y sinclinal fueron introducidos respectivamen- te por Conybeare (1822) y Buckland (1823).

Es de gran importancia el trabajo de Thurmann (1830) Essai sur les sou- levements jurassiques de Porrentruy en que describe con detalle el plegamien- to del Jura, atribuyndolo a agentes plutnicos. Describe estratos desliza- dos unos sobre otros, estiramientos y rupturas angulares. Segn este autor, las rocas se habran plegado en su estado primitivo an plstico y solidifi- cado tras el plegamiento.

Dumont (1832) confecciona un mapa geolgico con cortes, del distrito de Lieja, en que pone en claro el plegamiento isoclinal y se da cuenta de la existencia de series invertidas, por lo que no se puede emplear el buzqmiento como criterio de edad relativa, segn la creencia de entonces. Segn este autor, tuvo lugar un violento plegamiento con inversin, lo que sugera el efecto producido por el deslizamiento de una parte de la corteza por un pla- no inclinado.

Es en estas fechas cuando tiene lugar el autntico florecimiento de la Geologa Estructual, con elucidacin de estructuras pequeas y grandes y su relacin con las menores. Sedgwick (1835), Phillips (1844) y Sharpe (1847) se dieron cuenta del paralelismo general de la direccin de la esquistosidad y de los ejes de los pliegues en extensas reas de las zonas orognicas, y Dar- win (1 846), Sorby (1 853) y Rogers (1 856) (Fig. 5 ) , observaron la semejanza de orientacin entre los planos de esquistosidad y los planos axiales de los pliegues. Sedgwick, Phillips y Sharpe sugirieron que la esquistosidad se en- contraba superpuesta a los pliegues, mientras que Tyndall (1856) concluy que la'formacin de la esquistosidad y el plegamiento eran ms o menos sin- crnicos. Fischer (1 844) indica que la esquistosidad y el plegamiento son for- mas iguales de satisfacer la misma compresin y Harker (1886) que son con- temporneos pero no exactamente sincrnicos, siendo la formacin de la es- quistosidad esencialmente posterior a la iniciacin del plegamiento. Por su parte, Hopkins (1 847) y Becker (1 893) se encuentran entre los defensores de que la esquistosidad est formada por planos de cizalla inclinados respecto a los esfuerzos principales.

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Fine-grained, dark coloured, shaly slate; the beddiqg shown by bands of coaser graui and lighter colour, which, ir1 the upper part, are not coiitorted. The cleavage is well developed, and dips about 60" to S. by E.

Mudi contortcd; of coarser-grained, light coloured, sandy slate, with less perfect cleavage.

Fine-grained slatt, as at tbe upper part.

Fig. 5.- Corte vertical de los esquisos de Ilfracombe, North Devon realizado por SORBY en 1835.

De la Beche (1830) primer director del Servicio Geolgico de las Islas Britnicas, dibuja diversos cortes ilustrativos del plegamiento y sus relacio- nes con otros terrenos (Fig. 6) y efecta un estudio del S de Gales (1846) en el que llega a la conclusin de que el plegamiento se debe a una compre- sin lateral, describiendo las relaciones cronolgicas entre dos plegamien- tos superpuestos, mostrando que el ms moderno es cortado por un grani- to postectnico en Cornualles y Devon. Mientras tanto, el conocimiento pro- fundo de la estructura de los Alpes comienza con Escher von der Linth, que indica la existencia de grandes cabalgamientos (Kolossale uberschiebun- gen) y describe en 1846 el famoso doble pliegue)) de Glarus. En los Esta- dos Unidos tenemos mientras tanto la brillante descripcin estructural de los Apalaches efectuada en 1842 por los hermaiios H.D. y W.D. Rogers, en que indican la asimetra, plegamiento isoclinal, cabalgamientos, etc., aun- que todava con deficiente base terica.

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Fig. 6.- Cortes realizados por DE LA BECHE en 1846 para mostrar sus ideas.

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Contrariamente a von Buch, Studer explica el plegamiento por un des- lizamiento gravitatorio producido al elevarse una cordillera por la intrusin de granitos. Los mantos de corrimiento son reconocidos por primera vez por Bertrand en 1884 al reinterpretar el ((doble pliegue)) de Glarus de von der Linth (Fig. 7). Como autores que contribuyen notablemente al establecimien- to de grandes cabalgamientos, podemos citar a Peach y Horne en Esocia y Tornebohm en Suecia.

C) Fracturacin

Playfair en 1802 es uno de los primeros en utilizar el vocablo falla en la literatura geolgica, refirindose a una encontrada al excavar un canal en Yorkshire. Sin embargo, la importancia de las fracturas en la Geologa Es- tructural se pone en evidencia principalmente por los trabajos de Elie de Beaumont en 1841, el cual describe la formacin de la Fosa del Rhin por hundimiento de las dovelas de una bveda (Fig. 8). Esta idea haba sido an-

:ipada por von Nidda refirindose a la Fossa Magna de Islandia en 1834, a la que consideraba como la parte central hundida de una gran bveda tra- quitica, segn transcribe von Buch en la segunda edicin francesa del tra- bajo sobre las Islas Canarias en 1836. Sin embargo, fue Elie de Beaumont el primero en hacer una detallada descripcin y estudio, con presentacin de cortes estructurales de dicho fenmeno.

Abb. 5

fig. 8.- Formacin de la Fosa del Rhin segn ELlE DE BEAUMONT (1 841).

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R A -L

21 8 E. Martnez Garca

Los trniinos ((graben)) y ((salto)> haban sido ya introducidos por Jor- dn en 1803, en su trabajo sobre la minera de Thuringia. Los principios de la teora del cizallamiento se deben a Coulomb. Navier define en 1833 el coeficiente de friccin interna, que fue generalizado despus por Mohr (1900). Navier mostr que los planos de cizalla se forman tericamente bi- sectando el ngulo formado por las direcciones de niayor y menor presin, pero que sto no ocurre as en la realidad debido al coeficiente de friccin interna. Daubree (1878) realiz experiencias sobre la fracturacin median- te la torsin de una placa de vidrio.

La sistematizacin de los tipos de fallas fue efectuada por Suess ( 1 888) que distingui los cabalgamientos (wechsel), fallas normales (radial) y de des- garre (blatter).

d) Tectnica regional y orognesis

Juntamente con los avances en el conocimiento de las estructuras indi- viduales, progresa tambin el conocimiento de la geologa regional y evo- lucionan las ideas sobre orognesis y constitucin terrestre. En el siglo XIX ya se efectan mapas geolgicos de regiones extensas, como los de la Cuenca de Pars por Cuvier y Brongniart (18 1 1) y Omalius d' Halloy ( 1 8 13). El pri- mer mapa de una nacin fue el de Smith (1815) "de Inglaterra, Gales y parte de Escocia" en 15 hojas a escala 1/3 16.800 (5 millas/pulgada) y con una memoria de 50 paginas. independient ernente, Greenough public otro ma- pa de Gran Bretaa en 18 19 siendo presidente de la Sociedad Geolgica, que estaba mejor acabado y ms completo que el de Smith. En 1817 publico Mac-Clure un mapa de los Estados Unidos desde la frontera de Canad has- ta el Golfo de Mxico y desde el Atlntico hasta el meridiano 94, en el que representaba con colores las rocas primitivas, de transicin, secundarias, are- nisca roja antigua y rocas aluviales: Sin embargo la mejor sntesis de las ro- cas de Nortemerica fue dada por Eaton en 1828.

El primer mapa geolgico de Francia se comenz en 1825 y se acab en 1840 siguiendo el sistema ingls, que fue estudiado por Elie de Beaumont y Dufrenoy. En esa poca se crea el primer Servicio Geolgico de Inglate- rra (1835) cuyo primer director fue de la Beche.

Al conocerse mejor la estructura de las rocas de la corteza comienzan a surgir teoras sobre los esfuerzos que originaron las dislocaciones que se ponan de manifiesto. Comf - a habamos dicho, una de las primeras con base cientfica fue la "teora de la elevacin" de von Buch, enunciada en 1 8 18 en su conferencia Uber die zusarnmensitzung der bashischen inseln und

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uber Erhebungskratere pronunciada ante la Academia Prusiana de las Cien- cias y publicada en Berln en 1820. Esta teora es reiterada en un trabajo que escribe 27 aos despus, Volcanoe.~ and craters of elevation (Edinburgh 1836). El germen de esta teora se encuentra en parte en las enseanzas de Werner, sobre los criaderos minerales, formados segn grietas en relacin con las fuerzas. Von Buch observ las alineaciones de volcanes y esto le dio la idea de que las montaas se haban formado por ascenso de rocas volc- nicas por grietas principales paralelas, dando lugar a esfuerzos laterales que originaran el plegamiento. Con ello generalizaba su explicacin del origen de los crteres por elevacin, ya que interpretaba los domos de Auvernia de prfidos augticos como formas de elevacin que extenda a todos los co- nos volcnicos, con formacin del crter por hundimiento (Fig. 9).

Fig. 9.- Ilustracin de la ((Teora de la elevacin>> de VON BUCH segn GEMMELLARO ( 1852).

~Poulett-Scrope refut esta teora en 1825 en su libro Considemtions on volcanoes, indicando que los conos volcnicos eran en realidad formas de acumulacin y no de elevacin. Posteriormente, al progresar el conocimiento de los Alpes y observarse la presencia de los granitos en las zonas internas, se llega a la conclusin de que a ellos se debe y no a los prfidos, el levan- tamiento y plegamiento. El trabajo ms representativo en este aspecto es el

de Studer en 1847. De este modo, la tectnica de la primera mitad del siglo XlX es verticalista y se piensa que si hay esfuerzos horizontales son en rea- lidad transformacin de los verticales.

Una idea importante que introduce von Buch en esta poca es la de "sis- temas geognsticos" de montaas o "sistemas montaosos considerados geolgicamente". Estos eran 1 ) El sistema de los Pases Bajos con direccin NE.; 2) Sistema del Nordeste, con direccin NW.; 3) Sistema del Rhin, de direccin NNE.; y 4) Sistema Alpino. Estos sistemas seran la base de las etapas orognicas, que luego encontramos en Elie de Beaumont, Suess y Bertrand.

Hacia los aos 30 tienen lugar importantes contribuciones, como es la de Elie de Beaumont, quien en 1830 publica sus Recherches sur quelques unes des revolutions de la suryace du Globe ... , basndose en parte en las experiencias de Bischoff y St. Claire Deville sobre la contraccin volumk- trica que ocurra al solidificarse una roca fundida. Al enfriarse la Tierra fun- dida, desarrollara una corteza que por contraccin se ondulara y rompe- ra en otras zonas con formacin de montaas y pliegues paralelos a las fi- suras. El magma del interior subira por efecto del bloque hundido, forman- do as los ejes granticos de las montaas. Para l tambin, las edades de los respectivos sistemas de montaas se podan determinar por la orienta- cin y edad de las formaciones sedimentarias de los i;lancos. Las cadenas montaosas se formaban catastrficamente en las revoluciones. Trat de probar que las montaas de la misma edad eran paralelas entre s, al igual que Werner opinaba de los criaderos, y de esta forma reconoci primero 12 sistemas, que en 1852 aument a 21, que se disponan segn una red pen t agonal .

La idea del enfriamiento y contraccin del globo se vio apoyada muy pronto por los trabajos de Dumont (1832), von der Linth (1841), 10s her- manos Rogers (1842), etc., que afirmaban la existencia de grandes empujes laterales y acortamientos en la corteza terrestre. La teora de la elevacin sufri un total descrdito cuando Heim (1860) demostr que los granitos de los Alpes eran anteriores a la deformacin principal.

Simultneamente, encontramos el germen de dos ideas tambin muy im- portantes, la del geosinclinal y la de la isostasia, en Herschel, que en 1837 se ocupa de la elevacin, metamorfismo , terremotos y volcanes que se pue- den esperar del desplazamiento de las isogeotermas originado por la sedi- mentacin y erosin, teniendo en cuenta la subsidencia causada por la car- ga de sedimentos acumulados y se da cuenta de que debe de ir acompaa- d a por una elevacin perifrica consiguiente. Un antecedente de estas ideas sobre la isostasia lo tenemos en los hallazgos de Bouguer en 1735.

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En la segunda mitad del siglo XIX existe un notable avance y desarra- 110 de todas estas ideas. Con respecto a la isostasia, Everest, encuentra en 1850 discrepancias en las mediciones gravitatorias en la India, semejantes a las halladas un siglo antes por Bouguer en Per. Los clculos efectuados por Pratt en 1855 mostraron que la desviacin hallada era tres veces ma- yor que la terica. En el mismo ao Airy explic este efecto suponiendo que las masas montaosas estaban compensadas por partes hundidas ms lige- ras en un sustrato ms denso. Pratt propuso en 1858 un modelo diferente con una profundidad de compensacin semejante y variaciones de densidad en la horizontal. En 1865 Jamieson, relacion el levantamiento de los de- psitos marinos del ltimo periodo glacial con la recuperacin cortical que sigue a la desaparicin de los casquetes de hiela.

Tambin encontramos por entonces a un predecesor de las ideas de Ia deriva continental, Snider, quien en su libro La cration et ses nlysteres d- vols, efecta una reconstruccin con los continentes americano, africano y europeo unidos durante el Carbonfero, para explicar el hecho de que la mayor parte de las plantas fsiles conservadas en cuencas carbonferas de Europa, eran idnticas a las de las cuencas americanas.

Las ideas sobre el geosinclinal del Ha11 (1859) se pueden sintetizar en cluc las cadenas de montafias son simplemente acumulaciones espesas de sedi- mentos levantados y modelados por la erosin, atribuyendo las complica- ciones estructurales a la subsidencia debida al peso de los sedimentos. In- troduce as un concepto de gran importancia en la evolucin geolgica en gran escala como es el de ((geosinclinal)), aunque esta palabra no se utiliz hasta aiios despus por Dana, el cual sictematiz en 1866-1873 sus opinio- nes sobre las cadenas montaiiosas basndose en las ideas de Hall, pero atri- buyendo la subsidencia a movimientos activos de la corteza por esfuerzos tangenciales debidos a la contraccin terrestre. Defini adems los geanti- clinales como concepto opuesto a los geosinclinales. Estos eran zonas de ele- vacin progresiva compensada por el hundimiento de los geosinclinales ve- cinos (idea de la isostasia) y tambin a causa de una.compresin lateral. Con respecto al plegamiento, encontramos en Dana el concepto de fase orog- nica, al describir en los ApaIaches largos perodos de inactividad seguidos de breves etapas de plegamiento. Este concepto es despus desarrollado por otros grandes gelogos como Bertrand y Suess, en el siglo XIX.

En cuanto a la elevacin de la cadena de montarlas, Dana le atribua un origen por compresin lateral, existiendo elevaciones de gran radio de cur- vatura que podan afectar tambin a zonas plegadas geosinclinales anterio- res as como a geanticlinales y reas continentales. Denomin monogenti-

cas a las rnontafias plegticiris en e1 curso de uxz solo ciclo gcositicliiial o geail- ticliiial y poligeribticas a lnr de tario5. Dtitin efecti~ti. y a una clara distincin erltre tcctog.nesis (plcyaniiento) y orog6riesis (elevacibn de los siricliiiorios).

Asimisrno atribiiyci tll rnetarrior fisii~o, iti t ru(;ihti rnagmat iczi y actividad volcnica cz la dobladura de 103 ccfirilcntos y a 1~1.4 gr:inde\ tetrlperaturas al- canzadas en las profrindidacle\ clc la cor te~ i . ido\ geo\iricliriales tenan utia posicidn perifkrica respecto n 10% contirierites, ~riigraiido sucesivamente en direccin opueitri it lai nasa\ contiilcntaies, La cornpresi~ri \te originaba eri el dornino oce5nicc:, y era dirigida hacia el contirieritt.. DespuSs de cada pe- rodo de plegarnientcr y furniaciri de rnontatra.ts \t. afiada una nueva zona geosinclinal al coritinente (lo cjiie despiikr 'ile llamado ccacrecin continenital>>.

Las ideas de Darla fueroti iiaiivernlniente aceptadas hasta que surgieron as de Waug en 1900.

Mientrai tanto, en el ltirno cliarto del sigla ?(;IX ocurren importantes aportaciones ti la Geologa Estructural. IJna cie ellas es la pitblicacihn por Suess a partir de 1875 de Dit2 Entstelrurr,g der ,4 lpcrr, en cuya obra se obt ie- ne por primera vez una visidn de conjunto de caii todos los aspectos de la geologa a escala mundial: de~cripcin de caderias rnontafiosas y sus rela- cione% rnittilas, edades de las ri~ivnas y relacin con escudos y depresiones, caractersticas fundameritaics cic continentes y ocarios, etc., etc. Asimismo supone que la corteza terestre es hetercigknea, con zonas rgidas y plsticas que resiccrorian de manera diferente ante 10s dikrentes esfuerzos, para es- plicar porqu los procesos tectnicos seguan cursos distintos en las diver- sas regiones, crt aposicin a las ideas de vor~ Biich y Elie de Beaumont, co- rno ya hemos visto.

Entre otras grar~des aportaciones tectnican tenemos las de Heim, que en 1878 publica su extraordinario Untersrrchtrngeicr rlber derl hfechanistnus der Gebirgsbildungeri en que examina la rneclinica del plegamiento y forma- cin de montafas desde e1 punto de vista de la hiptesis de la contraccin. Cornet y Briart (1877) se basan en el enorme tabajo de Gosselet para el es- tablecimiento de la cronolaga relativa de1 Paleozico franco-belga, y reco- nocen dos importantes perodos de formacin de rnontafias en Blgica: post- Silrieo y post-Cat-bonfero, siendo de esta forma los primeros en datar eta- pas orognicas. Por ltimo, en 1883 co~nienzan a aparecer los volumenes de Das Antliz der Erde de Suess, obra capital de la geologa clsica, en que se amplan y mejoran todas las concepciones de Die Eritstehung der. Alpen. En su referencia a las nzontafias europeas, rehabilita Siiess las denomina- ciones de armoricano, variscico)> y caledoniano>).

Los origenes de la Geologa Estructural 223

Todos estos aportes intluyerari ind~ldablemente en Bertrand de ytiien ya hernos dicho que en 1884 rcinterpret magistralmente el c(dsb1e plieaue>> de Glari~s, descrito por von der Linth en 1846 y por Weirn en 1878, como un gran manto de corrirnicnto, inaugurando as la etapa del estudio moderno de los Alpes y de otras muchas cardilleras de plegamiento. En 1887, efec- ta Bertrand una excelente descripcin de los sistemas de montafias de Euro- pa, analizando las discordancias angulares y estableciendo la naturaleza pe- ridica de los mot.imientos tectnicos a gran escala. Distingue las deforma- ciones huroniana)>, ((herciniana)) y alpi pina>>, llamadas segn las denami- naciones de von Buch afiadindolas a las ya descritas por Suess y aclaran- do que en el caso del sistema herciniano, la direccin NW con que fue de- finido por von Buch es debida en realidad a fallas y pliegues post- mesozicos, siendo en l la estructura de direccin NE. Por ltimo citare- mos a Schardt, quien en 1893 demostr que los Prealpes de Suiza ucciden- tal y Saboya era una masa de rocas de 40 x 125 km. desenraizada flotan- d o ~ sobre rocas ms modernas, debiendo de haber sido trasladados muchos kilmetros segn se desprenda de su excelente cartografa. y comprensin de la geometra de las estructuras.

Mientras tanto, Fischer, en 1881, defiende el concepto de una corteza flotante y pone nfasis en la importancia de las raices montafiosas de Airy, formadas por compresin para la elevacin de rnontafias y separacin de ca- maras magmticas. No admite la hiptesis del enfriamiento de la Tierra para explicar los fenmenos tectnicos y aboga por una especie de propulsin cor- tical que da lugar a deriva. Dutton, esquematiza en 1892 la teora de la isos- tasia)), y se rebela asimismo contra la teora de la contraccin proponiendo otra en que interviene la conveccin en el interior terrestre, originada por la subsidencia del borde continental. Esta conveccin originara el plegamien- to. La elevacin posterior seria independiente del plegamiento y debida a "expansin subcortical del magma subterrneo".

Se introduce as el concepto de la conveccin en el interior terrestre que con posterioridad tendr tanta importancia para comprender la tectnica global.

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