Publicaci6n Especial sep W5 (2004)p. 203-2l6LASFASESTECTONICASENLOSANDESCENTRALES:ESPLENDORy DECADENCIADEUNPARADIGMAGEOLOGICOIThierry SEMPERE1 /RD, apar/ado pas/al /8-/209, Lima18. E-l1Iail:Thierry.Selllpere@irdfr .. cada cuarto de siglopresenta nuestra ciencabajoun aspectotandiferente queserequiere una/l/Ievarecollciliacion[conlasEscriturasJ. ,,1 James Hall (1811-1898),1882LASDISCORDANCIASANGULARES y SUSINTERPRETACIONES, DE HUTTON A STiLLE ySTElNMANNQuisiera primera agradecer a Jos Machar y alComit de Actividades Cientificas de este CongresopOl'habermeinvitadoa darestaconferencia. Esparami unhonor, aunque tambin debo confesar que es un honor talvez un poco envenenado, puesto que el tema que me tocaes algo delicado. Sin embargo, este tema es tan interesanteeimportantedei puntodevistacientificoquecreaquevalelapena intentaI' tratarlo. Piensoquees necesarioaclarar desde un principio que mi meta en esta conferencianoeshacer unarevisi6ncriticadelas fasestect6nicasdefinidas enlos Andes Centrales, sino exponer los pasosmetodol6gicos que podrian permitir progresar en nuestroentendimientodei desarrollodeladeformacionandina.puesto que esoes10 quenosimporta concretamente.Desde los anos1920 y hasta la ultima dcada, seha manejado la cuestion de la deformacion andina bajo elconcepto de fases tectonicas ". Este conceptointerpretativoprovienedirectamentedelaobservaciondediscordanciasangulares, yel amilisismetodologicoque les propongo ahora esuna interrogaci6n sobre camolos ge610gos analizamos e interpretamos estasdiscordancias, es decir camo se pasa de estasobservacionesa suinterpretaci6n.Para entender esto, tenemos que interesarnos unpocoen la historia dei pensamiento geologico. Seconsidera generalmente quela obra fundadora delageologia moderna es la deiescocs James Hutton (1726-1797), quinpublic6susideasen1788y1795,esdecirhaceunpocomasdedossiglos. Suteoriaplanteabaenparticularquelosdetritosproducidos pOl' laerosi6ndelasmontanassedepositansobrelosrestosdeantiguasmontanas niveladas. POl' 10 tanto, esta su teorfa yaanticipaba la existencia dediscordancias angulares.Despus de este planteamiento, el propio Hutton. a finesdeI siglo XVIII, descubri6 discordancias angulares reales,confirmando su teorfa.Una generaci6n despus, LonceliedeBeaumont (1798-1874), basandose enla observacion dediscordanciasangulares, estableci6quefenomenosquelilamaba levantamientos" habian ocurrido varias vecesenel pasadogeologico. Afinesdei sigloXIX, MarcelBertrand (1847-/907) describi6 ciclos orognicosrecurrentes donde, segunl, los procesos habfansidolentos y no catastr6ficos. Sin embargo, es con Hans Sti Ile(1876-1966) queel conceptode faseorognica" semodific6,tomando el sentido que tuvo durante lamayorparte dei siglo XX. En un libroJpublicado en1924, Stillepropusounainterpretaci6n de la evoluciontectonica deiglobo connotable espfritusinttico. Eneste libro, Stilledefiniael conceptode fase tect6nica y dabauncaJendariodelas fases quel habfareconocidoenvariasregionesdei mundo: bautizabacadaunaconunnombre propio : fase caledoniana , fase herciniana , fase nevadiana , fase laramiana , fase cimeriana ,etc., etc. - todos Uds. yaconocenestecatalogodenombres. LaobradeStilletuvo un granxitoen lacomunidad geol6gica internacional, quizas pOl' lasimplicidad dei concepto que planteaba. Pero para nuestropropositoesmuyimportante darnos cuentaque, apenascinco anosdespusdelapublicaci6ndei librode Stille,otrogeologoaleman, GustavSteinmann(1856-1929),definioenlosAndesdei Perutres fasestectonicas,quelIamo faseperuana, faseincaica, y fasequechua" . Cabemuypocaduda que Steinmannestuvoinspiradopar el conceptoexpuestoenel librodeStillecincoanosantes.1 Conferenciacentral dadaduranteel XCongresoPeruanode Geologa (Lima. 20dejuliode 2000). El lexlOinicial ha sidocomplelado,ampliadoyaClualizadoen febrerode 2004., ... everyquanerof acenlurypresenlsourscience insodifferent aphaseIhal al/l'II' rl'('Ollc!io/olI [withScriptures] isrequired(JamesHall (1811-1898),1882]. Hall expusoen 1857observacionesquesirvieronde basea D.J. Dana (1813-1895) para proponer en 1873elconceptodegeosinclinal, sinembargoconestecomentario: Hall nos ha dadounmecanismoparael origende las monlanaS, dejandodeladoel origende las montaiias" (,).En 1889, C.E. DUllon(1841 1912). el padredei concepto deisoslasia, asuvezselJUriode laleoradeDana: Es unaexplicacionquenoexplica nada de 10quequeremos explicar (( lt isanexplanation whichexplains nothingwhich we want toexplain,,). Informaciondisponi ble en hl! p:ll geowords.comlhistbooknetscape/j 20. ht m.J H. Stille, Grulld/i-agmder verglei('/ienden Tek/llllk (Probll'IIIOS jlll/dallll'il/alesde /a/IIcacOlllparada). Berlin. Borntrager. 1924. 443p., G. Steinmann. Gl!ologI' 1'011 Peru. Heidelberg. Carl Winlers UniversitalSbuchhandlung, 1929,448p. La famosa sntesisdeSteinmannfuepublicadael anodesumuene.204Thierry SemperePrimera iluSlracion de/Ina discordancia angulw; par 1.HUllon (TheOl"Y of Ihe Earlh, 1795)El problema delas fasestectonicas enlos Andes Centrales 205Segunla escueladeStille, las deformacionesocurrendurante fases tectonicas deduracionesrelativamentecortas 0 muycortas que separan largosperiodos de tranquillidad. Cadafase sucedeaunperfododuranteel cual lasedimentacionseacumulaenfosas que se deforman posteriormente. La fase tectonicaesta evidentementefechada por laedaddelos ultimosestratos afectados por ella y la edad de los primeros estratosdiscordantes. Segun estalogica, cuando estas dos edadessoncercanas, la fase tectonicasepuedefechar conbuena precision. En esta conferencia, solo nosinteresaremos endiscordancias angularesqueseparanestratosrelativamentecercanos enel tiempo, comaesfrecuentemente el casaenel Cenozoicodelos AndesCentrales.PARADIGMASy REVOLUCIONES CIENTfFICASAhora bien, cabe recordar que Stille, ademas deitemadelasfases tectonicas , tambinsedesempefiomucho en el campo dela teoria de los geosinclinales. Porejemplo, fue l quien crea respectivamente en 1940 y 1941los trminos de eugeosinclinal y miogeosinclinal,que fueron generosamente usados por casi todos losgeologos hasta el inicio de los afios 1970.5Conjuntamente,lasteorfas de StiIJe en cuanto a fasestectonicas yageosinclinales ilustraban unparadigma, es decir unconjunto de teorias, mode los. creencias, valores y tcnicascompartido por una comunidad cientffica - en este casala comunidad geologica.6Un paradigma es un sistema de referenciasintelectuales que orienta el pensamiento. Por ejemplo, laBiblia, el Coran, etc., proporcionan paradigmas, puesto quealgunos piensanquesepuedeexplicar lahistoriade laTierra basandoseen las creencias expuestasenestostextos antiguos. Un ejemplo mas elocuente es el paradigmageocntrico, teoria astronomica que estuvo unanimamenteaceptadadurantedecenasdesiglos, segunlacual el solgira alrededor de la Tierra, dei mismo modo que la Luna ylosplanetas. Este paradigma fue atacado por primeravezpar Nicolas Copernico(1473-1543), quien en su Derevolut ionibus orbium caelest ium libri pub1icado7en1543expuso el paradigmaheliocntrico,ahoracomprobadoyampliamente aceptado, segun el cual la Tierrano esmasque un planeta que gira alrededor deI sol coma los demas8.Cuando se atrevio a sustentar esta nueva teorfa, Copernicosebasabasencillamenteenobservacionescomprobadasquecontradedanel paradigmageocntricoynopodfanserreconciliadasconste. trosastronomos quehabfanreconocidoestascontradicciones sea no habfan podidoconstruir una nueva teora, sea habfan preferidodesecharlas.Lahistoria dela cienciahaidentificadoungrannumerodeparadigmaspasados yactuales, entodas lasramasdelaciencia, y, porsupuesto, lasgeociencias nohacenexcepcion. Ya he mencionadoel paradigmaqueabarcaba fasestectonicas ygeosinclinales . Lasobservaciones agrupadas por Alfred Wegener (1880-1930)enlosafios 1910 ylas efectuadaspor Harry Hess(1906-1969) sobre Jos fondos oceanicos9condujerona laformulacion en1968 de otro paradigma, designado por elnombre de "tectonica de placas"lO. El reemplazo rapido11dei paradigma basadoenel conceptodegeosinclinalespor la tectonica de placas ocurrio aproximadamente entre1968y 1973, Y represento una verdadera revolucioncientffica comalas que Kuhn habiajustamente descritoen 1962. Del mismo modoque las observaciones yconceptos nuevos expuestos por Copernico habiandesencadenadouna revolucioncientffica- Ilamada larevolucion coperniciana12-, los datos geologicos e ideasnue vas articuladas en los afios 1960condujerona larevolucion mas profunda que las geociencias habfanconocidohastaesafecha.Cada vez que se produce una revolucion cientificaenunadisciplina, es porque la realidadobjetivaes re-analizada bajounangulocompletamentedistintode 10anterior, mediante un esfuerzo intelectual que logra dar laespalda al paradigmavigente y tomar en cuentalos datosnuevosque10contradicen. Kuhn ha mostradocamolanaturaJezadelosresultadosdeuna investigacionpuedeser determinada por la deIparadigma vigente, este ultimoinduciendo los primeros. Muchas veces, se trata deinterpretaciones adhoc que, inconscientemente, soloapuntan a confirmar la val idez dei paradigma.5 Ypor algunos sobrevivientes hastahoydia.6 El conceptode paradigmacientificofuedefinidoporThomas S. Kuhn(1922-1996) ensuobra maestra Laeslm,lurade las rel'olul'io/les,ie/ll(fil'm(The Slm,tureof Sl'ie/ll!fil' Revolulio/ls, The Universityof ChicagoPress, primeraedicin 1962). unade las mas influyentesobras publicadas enel sigloXXsobre historiayfilosofia de las ciencias.7 Copernico(1473-1543) ya habiaentendidoen 1512 que la Tierragirabaalrededor dei sol. peronodiaaconocer sudescubrimientoportemor auncastigopor partede la19lesia. de lacual eracannigo. En 1542. alaedadde 69anos. decidipublicarsus ideasyemprendila impresi6ndesuobra maestra. Eseanoredactenparticular supreambulo, dedicadoal papa PabloIll, quees unaadmirabledefensadela libertaddepensamientoyexpresin. Murimenosde un anodespus.S Enesteparadigma. la Luna noes mas un planerasinounsatlitede laTiena.9 Hess, H., 1962. The hisroryof ocean basins. i/l Engel, A.E.J .. andothers. eds., Pelrologil' s!udies: a l'olume III 1111/1111'AFBuddi/lg!II/I.Boulder. Colorado, Geological SocietyofAmerica, p. 599-620.la Morgan. WJ .. 1968. Rises. trenches. great faults. andcrustal blocks. Joumal IIf Ceophysil'al Researc!z. v. 73. p. 1959-1982.Le Pichon. X. 1968. Sea-floorspreadingand continental drift. Joumal III' Cellp!zvsil'al Researl'h. v. 73. p. 3661-3697."Vale la penaaclarar que la teoriade los geosinclinalescontinusiendoensenada yusadaenuniversidades donde los gelogosse resistianaactualizarse Por ejemplo, unprofesor dealtorangoseguiaensenndolaen la UniversidadMayordeSanAndrs (La Paz, 80livia) enelano 1998." T.S. Kuhn, 1957. The Cllpernica/l Rel'lilulio/l. pla/le/arraslro/lo/llYi/l Ihedevelopmelll of Wes!ern Ihoughr. Cambridge. Massachussells:Harvard University Press.2CXS Thierry SempereCONVERGENT TRANSFOR6I OI\lEROENTP ~ " ' T E eOUNDARy PLATE 80UNDARY PLATE BOUNOARYCONVEROENTPLATE 80UNDARYCONTI!/ENTAL RIFT ZONE(VOUItOPLATE BOUNDARYJIluslracion delfuncionalllielllo de la leclollica de placas. El conlexto correspondienle a 105 Andes Cenlrales (subduccion ocano-conlinellle) eSl6flgurado a la derecha.Arriba: la lipologia de105 conlaclos enlre placas (de ilqllierda a derecha: IransCllrrellle,divergellle,convergenle) es sillllrica de la lipolog(a de Cil encas sedilllentarias expllesla a conlinllacion.AI contrario. cuando se multiplican datos nuevosque contradicen el paradigma vigente, aigu nosinvestigadores- generalmente sonpocos- concJuyenque esta teoria ya no funciona y tiene que ser abandonadayreemplazadaparotraque quedaporelaborar. Setrataentoncesdetomar encuentatodoslosdatosreales, sinomitir nada de los que contradicenlateoriavigente, y deexplicarlos de manera coherente. El abandono de hiptesisdetrabajobasadas en unparadigmaes unacondicinnecesaria para la creatividad e innovacin cientffica.Si volvemosal paradigmaque Stille enriquecipor sus aportes, podemos ahora entender mejor porqu suteoriatuvoqueser desechadapeseal xitoque conocidurante varias dcadas. Como la actual tectnica de placas,el paradigma antiguoconsideraba que el "motor"geodinamicofundamental esel hechoquelaTierraseenfria. Pero explicabalosdesplazamientoshorizontales,tales como los acortamientos tectnicos, como unacontraccin de la superficie terrestre producidadirectamentepor esteenfriamiento, mientras quelosmovimientosverticaleseranproductosdeunaacti vidadignea. Esteparadigmaeminentementefijistahabfasidopropuestounsigloantes, enlosalios 1820, porliedeBeaumont, y habiaencontradomuchaxito, siendosoportadoen el mundoenteropar losgelogos masprestigiososdesu tiempo(Lyell, Hall, Dana, Agassiz,Suess, Bertrand, Kelvin, Murchison, Heim,Stille, etc.).Quizas seanecesario subrayar que la granmayorfa de losge610gos de la primera mitaddeI sigloXX considerabanestos principios como firmemente establecidos13(yensumayorfasehicieronlaburladelasideasavanzadasporAlfred Wegener). El xito dei conceplode fasestectnicas mundiales inventado por Stille sedebi a quelaocurrenciadeestas fases confirmabalaideaquecontracciones producidas por el enfriamientohabfanafeclado repetidamente la superficie de la Tiena. Se creyinicialmenteque las fases tect6nicas >) deStilleconfirmaban nada menos que la validez dei viejo paradigmafijista.UNA REVOLUCIN CIENTfFICA EN GEOLOGIAANDINAPeseal eXlloque tuvieron inicialmente, losconceptos de Stille fueron bastante criticados, en particulardesde el desarrollo de la tect6nica de placas apartir de losalios 1960. LaescueladeStilletenfael defectodeserdemasiado dogmtica. exigiendo que sus fases existanhasta enregionesdonde noselas observaba,y dondenohabfan forzosamente ocurrido. Otra crftica era que, debidoal aspecto fisico de las superficies de discordancia, se habfaIlegadoa considerar que lasdeformacionesorognicaseran marcadamentediscontinuas, cuandoen realidadpodian haber si do continuas durante ciertosintervalos detiempo, aveceslargos. Sobretodo, laduracincortaamuy corta de las fases tect6nicasde Stille no encajaba" Los prineipios y bases dei paradigma fijislJ fueron expueslos en panieular par A Heim(1921: Cm/agiedt'!' Sd"l'e;:. Tauehnill, Leipzig.v. 2. p. 54-56).El probJema de las fasestectonicasenlos Andes Centrales 2con el funcionamiento obviamente continuo de la tectonicadeplacas. En particular, no se podla entender comoorogenostanimpresionantescomolosHimalayas0 losAndes Centrales hablanpodidoser edificados por unpequefio numerode fases compresionales decortaduraci6n. Enel casadelosHimalayas, laahoraclasicatect6nicadeplacas da la respuesta : esteor6genodescomunal resuJtadeunacol isioncontinuaentredosgrandes masas continentales, la cual es una consecuenciade una convergencia continuade las placas que soportanestoscontinentes. Sinembargo, losAndesCentralesnoresultandelacolisiondedosmasascontinentales, yelorigen de su engrosamiento cortical tambin descomunalsiguesiendovigorosamentedebatido.En los Andes Centrales, Jas discordanciasangularesqueaveces separanestratoscenozoicos seinterpretan tradicionalmente, desdeSteinmann, comoevidencias de fasestectonicas. Estasinterpretacionestradicionales favorecen implfcitamentemodelosen loscuales losespesosdepositossedimentariosobservadosse acumularon bajocondiciones distensivasy fuerondeformados durante pulsos compresi vos de corla duracion.Modelosde estetipoconducennaturalmentea elaborarcatalogosde fasestectonicas quesonmarcadamenteseparadasenel tiempoy\Ievanunnombrepropioalamanera de las fases definidas por Stille aescala mundial.EnlosAndesCentrales, losnombresfundamentalesdeestanomenclatura se refieren altrabajo de Steinmann, detal formaque hoyendiasesiguenusandolos conceptosde fase peruana, faseincaica,y fase quechua ;paralas dos ultimas,se ha anexado unnumero al nombrede1a fasepuestoqueautores mas recientes hansupuestamente refinadolas propueslas de Steinmann. Enlos Andes Centrales, este tipode pensamientoeinterpretaciongeologicahatenidounxito considerabledurante los afios1970 Y 19801" Voy ahoraa dar ejemplosycomenlarlos. Paramayor objetividad,me refiero aqui a la slntesis objetiva yneutra que debemos al Dr. V Benavidesl5, quien reuniolainformacionrelativaal temaenun artlculo publicadoen1998. En un primerdiagrama (Fig. 1), he ploteado el numerocumulado de fases tectonicascompresivas reconocidasen la literatura en funcion de la fecha de su publicacion. Seobservaqueel iniciodei desarroJJode lasdatacionesisot6picas en el Peru desencadena claramente una"explosi6n"dei numerodefasesreconocidas, hastaqueapararezcan las primeras dudas en cuanto aeste concepto.16De esta formase nota que, en un intervalo de - 15 afios, nomenos de 7 fases tectonicas fueron reconocidas, definiendounritmodepublicacion, bastanteelevado, deuna fasecadaunpocomasde dosafios. Si esle ritmosehubierasostenido, quizasyatendrlamosen2004masde quincefasestectonicasandinas.Unsesgoaparececuandosecalculael numerocumuladodefasestect6nicas cnfunciondei tiempogeologico (Fig. 2A). En efectose observa que el numerode fases , es decir su frecuencia,tiende a aumentar conel tiempo; este hechocurioso no tieneexplicacion.Similarmente,se observa que la duracion de las fases tiende inexpl icablemente adisminuir con eltiempo (Fig. 2BY2C). El hecho que la duracion de Jas fases tectonicas disminuyoamedidaquepasoel tiempogeologicoestambin evidente en la Figura 3. Se calcula facilmente quela duracion cumulada de las fases es -21Ma, es decirapenas -21% de los ultimos100 Ma.Estos diagramas nos hacenperci bir quealgoanda mal con el concepto de fases tectonicas andinas,puesto que es diffcil explicar que sufrecuenciaaumentcon el tiempogeolgico mientras quesu duraciondisminuia. Tambin la multiplicaciondelas fasestectonicasentre1975Y1990sugiereque, si ningunaduda hubiera sido expresada, el intervalo orognico quizas" Dalmayrac. B.. Laubacl1er, G., Marocco. R., 1980. Caractres gnraux de l'volution gologique des Andes pruviennes. 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Cirbian, M., Olier, J., 1987 Miseenvidenced'unedformationpalocneen Boliviedu Sud. Sa placedans l'volutiongodynamique des Andes centrales. Comples Rendus de .l'Acadmiedes Sciencesde Paris, srie II. v. 304, p. 1139-/143).208 Thierry Sempere14 r---------------------------,15 afios/inicio de las dudas en cuanto /afasestect6nicas / 1 /Q //t-- /

.'J..0/inicio de las datacionesisot6picas enel Peru268