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¿Se ha preguntado alguna vez por qué la superficie de la Tierra está dividida en dos mundos distintos:los océanos y grandes extensiones de tierra?
¿Por qué la tierra y el agua no se mezclan más? formando un paisaje de lagos? ¿Y por qué la mayor parte de la tierra es relativamente baja y cercana al nivel del mar? haciendo que las regiones costeras sean vulnerables a la subida del nivel del mar?
Nuestra nueva investigación descubre las fuerzas fundamentales que controlan la superficie de la Tierra. Estos hallazgos ayudarán a los científicos a calcular cómo responderán los niveles de la tierra al derretimiento de las capas de hielo y al aumento del nivel del mar. como consecuencia del calentamiento global, además de proporcionar información sobre los cambios en la superficie terrestre a lo largo de la historia de nuestro planeta.
Icebergs rocosos
La investigación se basa en el trabajo de un inspirador geólogo temprano. En 1855, el astrónomo británico Royal George Biddell Airy publicó lo que podría decirse que es uno de los artículos científicos más importantes en las ciencias de la tierra, estableciendo la comprensión básica de lo que controla la elevación de la superficie del planeta.
Airy sabía que la forma de la Tierra es muy similar a una bola de fluido que gira, distorsionada por las fuerzas de rotación de modo que se abomba ligeramente en el ecuador y se aplana en los polos. Concluyó que el interior de la Tierra debe ser similar a un fluido.
Vista del monte Cook / Aoraki, elevándose 3724m sobre el nivel del mar en la cabecera del lago Pukaki en la Isla Sur de Nueva Zelanda. La montaña está sustentada por una corteza de unos 45 km de espesor. Crédito:Shutterstock / yong922760
Sus mediciones de la fuerza de gravedad en los pozos de las minas mostraron que el interior profundo de la Tierra debe ser mucho más denso que las partes poco profundas.
Airy luego dio un salto extraordinario de pensamiento científico. Propuso que la parte exterior de la Tierra, a la que llamó la corteza, debe estar flotando sobre el "fluido" subyacente.
Una analogía podría ser un iceberg flotando en el agua:elevarse por encima de la superficie, el iceberg debe tener profundas raíces heladas.
Aplicando el mismo principio a la Tierra, Airy propuso que la corteza terrestre también tenía raíces en forma de iceberg, y cuanto mayor sea la elevación de la superficie, Cuanto más profundas deben ser estas raíces, creando una corteza más gruesa.
La idea de Airy proporcionó una explicación fundamental para los continentes y océanos. Eran regiones de corteza gruesa y fina respectivamente. Altas sierras, como el Himalaya o los Andes, estaban sustentados por una corteza aún más gruesa.
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Placas tectonicas
En los años 1960, la nueva teoría de la tectónica de placas introdujo una complicación. Añadió el concepto de placas tectónicas, que son más fríos y más densos que el manto más profundo (la capa geológica debajo de la corteza).
Durante las últimas dos décadas, Los geofísicos finalmente han reunido una imagen precisa de la corteza en los continentes.
Encontramos un resultado sorprendente:parece haber poca relación entre las elevaciones promedio de los continentes y el grosor de la corteza subyacente, excepto que la corteza es mucho más gruesa que debajo de los océanos. La mayor parte de la superficie terrestre se encuentra a unos pocos cientos de metros del nivel del mar, sin embargo, el grosor de la corteza varía en más de 20 km.
Entonces, ¿por qué no vemos las diferencias en el grosor de la corteza debajo de un continente reflejado en su forma arriba? Nuestra investigación muestra que la placa tectónica gruesa subyacente está actuando como un ancla, mantener las elevaciones relativamente bajas a pesar de que la corteza flotante quiere elevarse más.
Los continentes definen grandes áreas continuas de tierra separadas por océanos. La corteza terrestre es mucho más gruesa debajo de los continentes en comparación con los océanos. Crédito:Simon Lamb, Autor proporcionado
Usamos medidas del espesor de las placas tectónicas, recientemente determinado a partir de la velocidad de las ondas sísmicas. La base de las placas continentales alcanza hasta 250 km de profundidad, pero la mayoría tiene entre 100 y 200 km de profundidad.
También calculamos las densidades de las diferentes capas a partir de variaciones en la fuerza de la gravedad. Estaba claro que las densas raíces de las placas eran capaces de derribar la superficie de la Tierra exactamente de la manera necesaria para explicar las elevaciones reales.
Un equilibrio de fuerzas planetarias.
Europa y Asia tienen elevaciones medias muy similares de alrededor de 175 m sobre el nivel del mar. En Asia, Tanto la corteza como la placa tectónica son más gruesas que debajo del continente europeo, pero el peso del grosor extra equilibra la tendencia a que se levante la corteza más gruesa.
Pero, ¿por qué hay tanta tierra cerca del nivel del mar? La respuesta es la erosión. Durante el tiempo geológico, los grandes ríos desgastan el paisaje, llevando fragmentos de roca al mar. De este modo, Los ríos siempre reducirán los continentes a una elevación cercana al nivel del mar.
Airy imaginó la corteza como un iceberg rocoso con raíces flotantes que sostenían la superficie. La tectónica de placas agrega una raíz densa de la placa que actúa como un ancla. Crédito:Simon Lamb, Autor proporcionado
Las elevaciones promedio de los continentes son sorprendentemente insensibles a sus espesores corticales promedio, contrariamente a la predicción de Airy de que flotan sobre el manto subyacente como "icebergs" rocosos. Si se elimina el efecto del "ancla" profundo de la raíz densa subyacente a las placas, los continentes se mueven hacia arriba, flotando como predeciría el principio del iceberg, con una relación en línea recta entre el grosor y la elevación de la corteza. Crédito:Simon Lamb, Autor proporcionado
La Antártida es demasiado fría para que los ríos erosionen el paisaje. Crédito:Shutterstock / Li Hui Chen
La Antártida Oriental es la excepción que confirma la regla. Ha estado cerca del Polo Sur durante cientos de millones de años, con un clima demasiado frío para que los grandes ríos erosionen significativamente el paisaje.
La corteza ha sido "protegida" de las fuerzas de la erosión y es, en promedio, unos 5 km más gruesa que todos los demás continentes del sur. pero tiene un espesor de placa similar.
El peso de la vasta capa de hielo de la Antártida oriental está empujando hacia abajo el lecho rocoso subyacente. Pero si todo el hielo se derritiera la superficie de la Antártida oriental se recuperará durante los siguientes 10, 000 años más o menos para formar el continente más alto de todos.
Esta, por supuesto, no es motivo de consuelo en nuestra situación climática actual, con gran parte de la población mundial viviendo en áreas costeras.
Este artículo se ha vuelto a publicar de The Conversation con una licencia de Creative Commons. Lea el artículo original. 
