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Ciencias para el Mundo Contemporáneo Olga Pallol 1 La Tierra en el Universo Un poco de historia La regularidad de los movimientos terrestres El Sol ha sido para muchas culturas un dios y las estrellas las moradas de los dioses. Observar el firmamento y comprobar que el movimiento del Sol, la Luna y las estrellas en la bóveda celeste se repetía en el transcurso del tiempo, permitió a los seres humanos establecer los días, los meses y los años. Los calendarios Poder medir el tiempo y prever los cambios y las estaciones ha sido siempre fundamental para el ser humano. Las migraciones de la caza, las plantaciones y recogida de las cosechasson y han sido momentos de la vida que nos interesaba conocer y predecir. Muchos monumentos megalíticos están relacionados con la medida del tiempo y señalaban los momentos exactos de los solsticios. Stonehenge (Reino Unido) a 100 kilómetros al oeste de Londres, es un conjunto megalítico formado por dólmenes, menhires y un crómlech o círculo de menhires. En el centro un megalito caído en tierra "La Piedra del Altar" que se alinea con la "piedra talón" señalando con gran exactitud el sitio por donde sale el Sol durante el solsticio de verano, el 21 de junio. Dos montículos y menhires ubicados junto al foso circular están alineados para apuntar hacia las salidas y puestas de sol durante los solsticios de verano e invierno. También marcan las salidas y puesta de la Luna durante los solsticios de invierno. La piedra del Sol o calendario azteca es un disco monolítico de basalto con inscripciones alusivas a la cosmogonía mexica y los cultos solares. Calendario sumerio basado en los cambios de la luna, con meses lunares de 29 o 30 días y como cada 12 meses se llegaba a lo que parecía ser de nuevo la misma estación, se obtuvo el año sumerio por la suma de los 12 meses lunares. Los años eran de 354 o 360 días por lo que con el tiempo no se ajustaban a las estaciones y se recurrió a agrupar unos días lunares en un mes complementario cada seis años. Templo de Kukulkán o Pirámide de Kukulkán (Chichén Itzá, Méjico) es una pirámide cuadrangular con una escalinata de 91 escalones por lado y 1 más que conduce al templo superior, dando 365 escalones, uno por día del año. En la base de la escalinata norte se asientan dos cabezas de serpientes emplumadas, efigies del dios Kukulcán. Durante el transcurso del día equinoccial las sombras se proyectan progresivamente sobre las escaleras (es el descenso de la serpiente-dios). Durante los 15 primeros minutos del amanecer del solsticio de junio (verano hemisferio norte) la pirámide de Kukulcán es iluminada en las fachadas NNE y ESE por los rayos del sol, mientras que las fachadas ONO y SSO permanecen en total oscuridad, marcando con este simbolismo el momento exacto del solsticio.

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Ciencias para el Mundo Contemporáneo Olga Pallol

1

La Tierra en el Universo

Un poco de historia

La regularidad de los movimientos terrestres

El Sol ha sido para muchas culturas un dios y las estrellas las moradas de los dioses. Observar el firmamento y comprobar que el movimiento del Sol, la Luna y las estrellas en la bóveda celeste se repetía en el transcurso del tiempo, permitió a los seres humanos establecer los días, los meses y los años.

Los calendarios

Poder medir el tiempo y prever los cambios y las estaciones ha sido siempre fundamental para el ser humano. Las migraciones de la caza, las plantaciones y recogida de las cosechas… son y han sido momentos de la vida que nos interesaba conocer y predecir. Muchos monumentos megalíticos están relacionados con la medida del tiempo y señalaban los momentos exactos de los solsticios.

Stonehenge (Reino Unido) a 100 kilómetros al oeste de Londres, es un conjunto megalítico formado por dólmenes, menhires y un crómlech o círculo de menhires. En el centro un megalito caído en tierra "La Piedra del Altar" que se alinea con la "piedra talón" señalando con gran exactitud el sitio por donde sale el Sol durante el solsticio de verano, el 21 de junio. Dos montículos y menhires ubicados junto al foso circular están alineados

para apuntar hacia las salidas y puestas de sol durante los solsticios de verano e invierno. También marcan las salidas y puesta de la Luna durante los solsticios de invierno.

La piedra del Sol o calendario azteca es un disco monolítico de basalto con inscripciones alusivas a la cosmogonía mexica y los cultos solares.

Calendario sumerio basado en los cambios de la luna, con meses lunares de 29 o 30 días y como cada 12 meses se llegaba a lo que parecía ser de nuevo la misma estación, se obtuvo el año sumerio por la suma de los 12 meses lunares. Los años eran de 354 o 360 días por lo que con el tiempo no se ajustaban a las estaciones y se recurrió a agrupar unos días lunares en un mes complementario cada seis años.

Templo de Kukulkán o Pirámide de Kukulkán (Chichén Itzá, Méjico) es una pirámide cuadrangular con una escalinata de 91 escalones por lado y 1 más que conduce al templo superior, dando 365 escalones, uno por día del año. En la base de la escalinata norte se asientan dos cabezas de serpientes emplumadas, efigies del dios Kukulcán. Durante el transcurso del día equinoccial las sombras se proyectan progresivamente sobre las escaleras (es el descenso de la serpiente-dios). Durante los 15 primeros minutos del amanecer del solsticio de junio (verano hemisferio norte) la pirámide de Kukulcán es iluminada en las fachadas NNE y ESE por los rayos del sol, mientras que las fachadas ONO y SSO permanecen en total oscuridad, marcando con este simbolismo el momento exacto del solsticio.

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Calendarios egipcios Los egipcios basaron sus calendarios civiles en las crecidas del Nilo para calcular las estaciones o contar amplios períodos. Los egipcios pueden haber usado un calendario lunar con anterioridad, pero cuando descubrieron la discrepancia entre el calendario lunar y el paso regular de las estaciones, cambiaron a un calendario estacional, basando su inicio regular en cada inundación anual del Nilo. La primera inundación según el calendario fue observada en la primera capital de Egipto, Menfis, al mismo tiempo que el orto helíaco de la estrella Sotis (Sirio). El año egipcio fue dividido en las tres estaciones agrícolas de cuatro meses cada una:

• Inundación: Akhet. ierno: Peret, que quiere decir, "salida" de las tierras fuera del agua.

• Verano: Shemu, que quiere decir: "falta de agua". • Invierno o Peret, es decir, "salida" de las tierras fuera del agua.

El orto helíaco de Sotis sucedía en el mismo día en el calendario civil egipcio una vez cada 1460 años (el período de esta duración se llamó ciclo sotíaco). La diferencia entre un año estacional (año solar) y el año civil era por lo tanto de 365 días cada 1460 años, o lo que es lo mismo 1 día cada 4 años. Del mismo modo, los egipcios pudieron calcular que 309 meses lunares (lunaciones) casi igualaban a 9125 días, equivalentes a 25 años egipcios.

La Astronomía china era "ecuatorial", centrada en la continuada observación de las circundantes estrellas. Cada una de las 4 partes de la eclíptica se dividía en 7 sectores que dan un total de 28, que era el recorrido que hacía la Luna durante una anualidad. Sus veintiocho casas pueden considerarse equivalentes a los 12 signos del zodiaco, si bien, a diferencia de ellos, las casas hacen referencia a las fases del mes lunar más que a la posición del Sol a lo largo del año.

Pirámide de Intihuatana (Machu Picchu, Perú). Es una colina con los flancos aterrazados en el antiguo poblado inca, formando una gran pirámide con dos largas escaleras de acceso, al norte y al sur. En lo alto se encuentra la piedra Intihuatana (‘donde se amarra el Sol’), desde la cual se establecen los alineamientos. La alineación de algunos edificios importantes coincide con el azimuth solar durante los solsticios, con los puntos de orto y ocaso del sol en determinadas épocas del año y con las cumbres de las montañas circundantes.

Teorías geocéntricas y heliocéntricas

El pensamiento humano nace en este planeta Tierra, sólido y firme desde el cual hemos contemplado el Universo desde nuestro origen. El Sol, la Luna, las estrellas salen todos los días desde el Este y se mueven hacia el Oeste. Desde nuestra visión humana es natural llegar a la conclusión de que la Tierra está fija y quieta y los astros se mueven a su alrededor. Las teorías geocéntricas, situando la Tierra en el centro del Universo, son las ideas más antiguas que recogen Aristóteles y Ptolomeo.

En la antigua Grecia también se propusieron modelos que situaban al Sol en el centro del universo (modelos heliocéntricos), como el de Aristarco de Samos (s.III a.C.) pero no es hasta el S.XVI cuando Nicolás Copérnico (1473-1543) publica su modelo, originando una nueva visión del cosmos. Este modelo fue mantenido por Kepler (1571-1630) y Newton (1893-1727), más tarde Shapley (1885-1972) y Baade (1893-1960) demostraron que el Sol era una estrella periférica de la galaxia Vía Láctea, muy alejada del centro del Universo.

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Teoría del Big Bang

El Big Bang o gran estallido constituye el origen del Universo, el momento en que emerge toda la materia y energía. La materia concentrada en un punto de densidad infinita "explota" generando la expansión de la materia en todas las direcciones y creando lo que conocemos como nuestro Universo.

Inmediatamente después del momento de la "explosión" (10-35 segundos después del tiempo de Planck 5,39.10-44 segundo), cada partícula de materia comenzó a alejarse muy rápidamente una de otra. El Universo se expandió (período de inflación cósmica) dando lugar a un plasma de quarks-gluones. La temperatura descendió, y la materia se estructura en las partículas elementales (electrones, positrones, mesones, bariones, neutrinos, fotones y un largo etcétera hasta más de 89 partículas conocidas hoy en día). Más tarde, protones y neutrones se combinaron para formar los núcleos de deuterio y de helio (nucleosíntesis primordial).

Al enfriarse el Universo, la materia gradualmente dejó de moverse de forma relativista y comenzó a dominar gravitacionalmente sobre la radiación. Por eso, la radiación se desacopló de los átomos y continuó por el espacio prácticamente sin obstáculos. Ésta es la radiación de fondo de microondas.

Al pasar el tiempo, algunas regiones ligeramente más densas de la materia crecieron gravitacionalmente, haciéndose más densas, formando nubes, estrellas, galaxias y el resto de las estructuras astronómicas que actualmente se observan.

Evidencias de Teoría del Big Bang

EL EFECTO DOPPLER Y LA LEY DE RECESIÓN DE LAS GALAXIAS DE HUBBLE

Si tenemos en cuenta que la luz tiene un comportamiento ondulatorio, cuando la fuente de luz se aleja de nosotros, la longitud de onda será mayor y tenderá hacia el rojo. Sin embargo, si la fuente de luz se acerca a nosotros, la longitud de onda será menor y tenderá hacia el azul.

De la observación de galaxias y quasares lejanos se observa que estos objetos experimentan un corrimiento hacia el rojo, lo que quiere decir que la luz que emiten se ha desplazado proporcionalmente hacia longitudes de onda más largas. Esto se comprueba tomando el espectro de los objetos y comparando, después, el patrón espectroscópico de las líneas de emisión o absorción correspondientes a átomos de los elementos que interactúan con la radiación. En este análisis se puede apreciar cierto corrimiento hacia el rojo, lo que se explica por una velocidad recesional correspondiente al efecto Doppler en la radiación. Al representar estas velocidades recesionales frente a las distancias respecto a los objetos, se observa que guardan una relación lineal, conocida como Ley de Hubble.

En 1929 Hubble establece la Ley de recesión de las Galaxias que afirma que las galaxias se alejan entre sí a una velocidad directamente proporcional a la distancia que las separa (v=a.d)

RADIACIÓN CÓSMICA DE FONDO

Una de las predicciones de la teoría del Big Bang es la existencia de la radiación cósmica de fondo, radiación de fondo de microondas o CMB (Cosmic microwave background). Según se expandía el Universo, la radiación residual del Big Bang continuó enfriándose, hasta llegar a una temperatura de unos 3 K (-270 °C). Estos vestigios de radiación de fondo de microondas fueron detectados por los radioastrónomos en 1965, proporcionando así lo que la mayoría de los astrónomos consideran la confirmación de la teoría del Big Bang.

En 1948 el físico ruso nacionalizado estadounidense Gamow planteó que el Universo se creó en una explosión gigantesca y que los diversos elementos que hoy se observan se produjeron durante los primeros minutos después de la Gran Explosión o Big Bang, cuando la temperatura extremadamente alta y la densidad del Universo fusionaron partículas subatómicas en los elementos químicos

v = velocidad recesional a = constante de Hubble (el satélite WMAP estimó en 71 ± 4 km/s/Mpc) d = distancia al objeto

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El universo temprano, debido a su alta temperatura, se habría llenado de luz emitida por sus otros componentes. Mientras el universo se enfriaba debido a la expansión, su temperatura habría caído por debajo de 3000 K. Por encima de esta temperatura, los electrones y protones están separados, haciendo el universo opaco a la luz. Por debajo de los 3000 K se forman los átomos, permitiendo el paso de la luz a través del gas del universo. Esto es lo que se conoce como disociación de fotones.

ABUNDANCIA DE ELEMENTOS PRIMORDIALES

Se puede calcular, usando la teoría del Big Bang, la concentración de helio-4, helio-3, deuterio y litio-7.1 en el universo como proporciones con respecto a la cantidad de hidrógeno normal, H. Todas las abundancias dependen de un solo parámetro: la razón entre fotones y bariones, que por su parte puede calcularse independientemente a partir de la estructura detallada de la radiación cósmica de fondo. Las proporciones predichas (en masa) son de cerca de 0,25 para la razón 4He/H, alrededor de 10-3 para 2He/H, y alrededor de 10-4 para 3He/H. Estas abundancias medidas concuerdan con las predichas a partir de un valor determinado de la razón de bariones a fotones, y se considera una prueba sólida en favor del Big Bang, ya que esta teoría es la única explicación conocida para la abundancia relativa de elementos ligeros.

EVOLUCIÓN Y DISTRIBUCIÓN GALÁCTICA

Las observaciones detalladas de la morfología y estructura de las galaxias y cuásares proporcionan una fuerte evidencia del Big Bang. La combinación de las observaciones con la teoría sugiere que los primeros cuásares y galaxias se formaron hace alrededor de mil millones de años después del Big Bang y desde ese momento se han estado formando estructuras más grandes, como los cúmulos de galaxias y los supercúmulos. Las poblaciones de estrellas han ido envejeciendo y evolucionando, de modo que las galaxias lejanas (que se observan tal y como eran en el principio del universo) son muy diferentes a las galaxias cercanas (que se observan en un estado más reciente). Por otro lado, las galaxias formadas hace relativamente poco son muy diferentes a las galaxias que se formaron a distancias similares pero poco después del Big Bang.

La edad del Universo

Las teorías actuales datan la edad del Universo en unos 13.700 millones de años. La edad del Universo concuerda en gran medida con las edades de las estrellas más viejas.

Composición del Universo

Energía y materia

Uno de los grandes problemas científicos sin resolver en el modelo del Universo en expansión es si el Universo es abierto o cerrado (esto es, si se expandirá indefinidamente o se volverá a contraer).

Los detalles de este proceso dependen de la cantidad y tipo de materia que hay en el Universo. Los tres tipos posibles se denominan materia oscura fría (70%), materia oscura caliente (25%) y materia visible (5% estrellas, planetas, astros…).

El Universo actual parece estar dominado por una forma de energía conocida como energía oscura. Una de las propiedades características de esta energía es que provoca que la expansión del universo varíe de una relación lineal entre velocidad y distancia, haciendo que el espacio-tiempo se expanda más rápidamente que lo esperado a grandes distancias. La energía oscura toma la forma de una constante cosmológica en las ecuaciones de campo de Einstein de la relatividad general.

En 1965, Arno Penzias y Robert Wilson, mientras desarrollaban una serie de observaciones de diagnóstico con un receptor de microondas descubrieron la radiación cósmica de fondo. Recibieron el Premio Nobel por su descubrimiento

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Vida y muerte de una estrella

Origen de las estrellas

Las estrellas se forman en las nubes frías de gas y polvo afectadas por dos tipos de fuerzas contrarias:

-­‐ de dispersión: la fuerza centrífuga y la energía de rotación -­‐ de contracción: la fuerza de la gravedad

Si las fuerzas de contracción son mayores a las de dispersión, se produce el colapso gravitatorio que hace que aumente la masa y se origine una protoestrella. Ésta se va comprimiendo cada vez más, aumentando la presión y la temperatura y comenzando a irradiar energía. Los mayores choques de partículas producen reacciones termonucleares de fusión. Parte de la masa de la estrella se transforma en luz y calor. También se forman elementos como el carbono.

Evolución y muerte de una estrella

Si la masa de la estrella es mayor a 4,8 veces el Sol, el proceso de formación de nuevos elementos continúa dando lugar a carbono, neón, magnesio y oxígeno, posteriormente a silíceo, azufre, fósforo, manganeso y hierro. A medida que se va acabando el combustible, la estrella se contrae. Cuando se forma hierro, como este no desprende energía al fusionarse con otros elementos, marca el final de la vida de una estrella. Se produce un colapso brusco o implosión. La estrella pasa a ser una gigante roja y luego una enana blanca.

Si la estrella tiene una densidad enorme (más de 109 toneladas/cm3) no puede comprimirse y expulsa las capas externas en una gran explosión llamada supernova. A veces queda un núcleo remanente que se colapsa y si su masa oscila entre 1,4 y 2,1 la del Sol, se aplana. La presión en estos restos es tan alta que el interior se licúa dando lugar a una estrella de neutrones. Los restos que superan en más de 2,1 veces la masa solar no dejan de colapsarse sobre sí mismos formando agujeros negros.

El origen del Sistema Solar

La formación y evolución del Sistema Solar comenzó hace unos 4.600 millones de años con el colapso gravitacional de una pequeña parte de una nube molecular gigante. La mayor parte de la masa se reunió en el centro, formando el Sol, mientras que el resto se aplanó en un disco protoplanetario a partir del cual se formaron los planetas, lunas, asteroides y otros cuerpos menores del Sistema Solar.

Las Hipótesis catastrofistas proponían un pasado violento, como el sugerido por Buffon en 1745, con el origen del sistema solar como consecuencia del choque del Sol con un cometa. Las Hipótesis evolutivas proponen un proceso continuo y ordenado como la Hipótesis nebular de Laplace (1796), en la cual a partir de una nube de gas y polvo se agrupó en el centro la mayor parte de la materia originando un protosol y el resto de materia giraría a su alrededor en un anillo de gas que se iría concentrando y originando los planetas. La Hipótesis planetesimal explicaría la formación de los planetas. Actualmente el modelo más aceptado es el de Ter Haar y Hoyle, que supone el origen del sistema solar en una nube de gas y polvo en rotación.

Hace unos 5.000 millones de años, cerca del límite de la galaxia Vía Láctea, parte de la materia se condensó en una nebulosa fría y enorme de gas y polvo que originaría el Sistema Solar. Los materiales se concentraron y comprimieron, generando una fuerza gravitatoria que se incrementó debido al movimiento giratorio de la nebulosa. Las partículas que se comprimían hicieron el giro cada vez más rápido, generando una fuerza centrífuga que expulsó al exterior las partículas más ligeras y formándose un protosol con forma de disco. La masa de este disco se disgregó en anillos de los que fueron surgiendo los distintos protoplanetas o planetesimales.

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La formación de la Tierra

El planetesimal Tierra sería de un tamaño mayor al actual, fue contrayéndose, aumentando su temperatura y su campo gravitacional, con lo cual se incorporaron fragmentos y otros cuerpos planetarios cercanos.

Cuando la compresión alcanzó un punto máximo, debió de producirse un colapso gravitatorio que produjo el aumento de la presión y la temperatura, lo que daría lugar a reacciones internas. De esta forma, se produjo una diferenciación en capas concéntricas, quedando las más densas en el interior y las más ligeras en el exterior (diferenciación gravitatoria).

Estructura de la Tierra. Conceptos

MODELO ESTÁTICO O GEOQUÍMICO

Este modelo estructura la Tierra en tres capas fundamentales: corteza, manto y núcleo, según su composición.

CORTEZA Es la capa más externa. Tiene su límite inferior en la discontinuidad de Mohorovicic y un espesor variable de 7 a 70 km. Se caracteriza de forma general por su composición de materiales silicatados poco densos. Existen dos tipos de corteza:

• Corteza Continental: forma los continentes y plataformas continentales, con un espesor medio de unos 30 km. La edad de estas rocas puede ser superior a 4.000 millones de años en algunas zonas (cratones).

• Corteza oceánica: constituye los océanos, con un espesor medio de unos 8 km y una edad de unos 180 millones de años.

MANTO El manto tiene su límite superior en la discontinuidad de Mohorovicic y su límite inferior en la discontinuidad de Gutenberg. La densidad va aumentando con la profundidad (de 3,5 gr/cm3 a 5,6 gr/cm3).Se establecen varias zonas diferentes en el manto:

• Manto superior: desde la corteza hasta los 670 km de profundidad. Es rígido y sólido. • Manto inferior: desde los 670 km a los 2.900 km de profundidad. El estado físico es rígido.

NÚCLEO El núcleo se extiende desde los 2.900 km a los 6.370 km donde se localiza el centro de la Tierra. La temperatura está en torno a los 4.000-5.000 oC. La composición del núcleo es principalmente metálica con una aleación de hierro (90%) y níquel. También se supone que aparece en torno a un 8% de otros materiales (azufre, oxígeno y silicio).Dos capas diferenciadas:

• Núcleo externo: desde los 2.900 a los 5.120 km de profundidad, formado por material fluido debido a las altas temperaturas.

• Núcleo interno: desde la discontinuidad de Lehman-Jeffreys (5.120 km) hasta el centro terrestre. Los materiales se mantienen en estado sólido pues aunque las temperaturas son muy altas, también lo son las presiones (3,5 millones de atmósferas).

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MODELO DINÁMICO

El modelo dinámico terrestre estructura la Tierra en las siguientes capas:

LITOSFERA

Formada por la corteza y manto superior, ambos en estado sólido. Está fracturada en placas litosféricas que se mueven unas respecto a otras. Su límite inferior está a unos 50 km de profundidad en los océanos y uno 100 km en los continentes.

Principales placas litosféricas:

Pacífica Africana (subplaca de Somalia) Nazca Caribe Americana (Norte y Sur) Euroasiática (subplacas Pérsica, China) Cocos Arábica Indo-australiana Antártica Filipina Juan de Fuca

ASTENOSFERA

Esfera no continua del manto superior en estado semifluido. Actualmente no se contempla esta división.

MESOSFERA

Corresponde al manto interno. Está en estado sólido pero con corrientes de convección.

ENDOSFERA

Corresponde al núcleo. La parte más externa en estado fundido y la interna sólida.

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Dinámica terrestre

De la Deriva Continental a la Tectónica Global

Las orogenias (movimientos tectónicos que producen deformación, transformación y elevación de una masa de roca) han sido explicadas a lo largo de la historia por dos tipos de corrientes de pensamiento que coexistieron durante algún tiempo: contraccionistas y movilistas. Dentro de las segundas, la deriva continental y la Tectónica global son las más importantes.

LA DERIVA CONTINENTAL DE WEGENER

Wegener, meteorólogo alemán, en 1910 promulga la idea de un supercontinente, Pangea (toda la Tierra), que se fracturó y fue desplazándose. Aportó muchos datos y argumentos pero no un mecanismo para el movimiento.

LA TECTÓNICA GLOBAL

La tectónica (del griego tektonicós, el que construye) es la especialidad de la geología que estudia las estructuras geológicas producidas por deformación de la corteza terrestre y los procesos geológicos que originan las rocas.

Wilson, geofísico canadiense, expone en 1965, la teoría de la Tectónica de placas, justificando y complementando las ideas de Wegener, aportando la idea de placas litosféricas y el movimiento de las mismas.

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Esta teoría de la tectónica de placas o tectónica global explica los desplazamientos que se observan entre las placas que forman la litosfera, la formación de las cadenas montañosas, la distribución los terremotos y los volcanes y de las grandes fosas.

PRUEBAS DE LA TECTÓNICA GLOBAL

• GEOGRÁFICAS: la coincidencia de las líneas de costa de los continentes, ajustándolas a los límites de las plataformas continentales (taludes).

• GEOLÓGICAS: estudio de las orogenias. Las alienaciones montañosas del paleozoico de hace más de 220 m.a. (Pangea) con igual estructura y series estratigráficas. Las cadenas alpinas (hace 25-30 m.a.) que son continuas (los continentes ya estaban separados), mientras que las cadenas hercínicas (hace 300 m.a.) presentan interrupciones (los continentes todavía estaban unidos).

• PALEONTOLÓGICAS: estudios de fósiles de flora y fauna coincidentes en continentes alejados hoy en día, sobre todo teniendo en cuenta la dificultad de movilidad de los animales terrestres.

• PALEOCLIMÁTICAS: estudio de los climas coincidentes que indican una posición pasada de los continentes respecto al ecuador. Se observan las distribuciones de las morrenas y estrías glaciares, de los sedimentos y de los yacimientos carboníferos).

• PALEOMAGNÉTICAS: estudio de la orientación de los minerales magmáticos al solidificarse. A ambos lados de las dorsales oceánicas aparecen bandas magnéticas (anomalías magnéticas) con polaridades invertidas debido a la inversión del campo magnético terrestre que ocurre 2 ó 3 veces cada millón de años.

• SISMOLOGÍA Y VULCANISMO: estudio de la distribución de los terremotos y volcanes en franjas coincidentes con los límites de placas, como el Cinturón de fuego del Pacífico o la franja de Mediterráneo.

• TELEDETECCIÓN: el estudio mediante sensores situados en satélites permite comprobar el movimiento de desplazamiento de los continentes varios centímetros al año.

Movimiento de las placas: Teoría de las corrientes de convección del manto

La Tierra tiene un sistema interno de flujo de energía. La fuente de esta energía se encuentra en el fenómeno de radioactividad que produce un desprendimiento de calor constante. La energía atómica se transforma en energía calorífica que se almacena en las rocas. Una parte del calor es conducido a la superficie y se disipa, otra parte se transforma en energía cinética, dando lugar a convección térmica en el manto. Las rocas calientes (menos densas) ascienden por las dorsales, se enfrían (más densas) y descienden en las zonas de subducción. Estas células de convección producen el arrastre de las placas litosféricas.

Los puntos calientes (Hot spot) son pequeñas células de convección interplacas.

Límites de placas

• BORDES CONSTRUCTIVOS: Límites de expansión o de dorsales oceánicas, límites divergentes. Son zonas de formación de nueva litosfera por acreción y fusión. Zonas de separación de los fondos oceánicos, expandiéndose al ascender los magmas por los huecos, subiendo a la superficie y creando nueva corteza. Las dorsales oceánicas son grandes cadenas montañosas submarinas de unos 1.500-2.000 m, que en algunos casos emergen a la superficie (Islandia). El Rift Valley es la fosa tectónica formada por la asociación de fallas paralelas (graven). Los materiales que afloran son de origen volcánico (basaltos con magnetita). En el fondo del Rift Valley no encontramos sedimentos, pero sí a ambos lados de la dorsal, siendo más espesos y más antiguos a medida que nos alejamos de ella. La placa oceánica se forma continuamente por lo que tiene una edad aproximada de 180 m.a.

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• BORDES DESTRUCTIVOS: límites de convergencia o de zonas de subducción o fosas oceánicas. Son zonas de consumo o destrucción de litosfera. Se localizan cerca de los bordes continentales o en el encuentro de dos placas oceánicas. En estas zonas la corteza oceánica se destruye. Al ser más densa que la continental contra la que choca, comienza a descender y los materiales que la forman se funden, ascendiendo en forma de magmas. Existen diferentes tipos de convergencia según las placas que chocan:

o Dos placas oceánicas: formación de islas volcánicas y obducción (una de las placas oceánicas sube sobre la otra o sobre el continente). En algunos casos entre ambas placas oceánicas se forma una fosa oceánica dando lugar al ascenso de magmas y vulcanismo (islas Antillas).

o Dos placas continentales: Orógenos de colisión tipo intercontinental (Himalaya, Pirineos), en algunos casos formando un arco insular (Costa griega).

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o Placa oceánica y placa continental: -­‐ Formación de arco isla (Japón). Asciende los magmas en zonas cubiertas por el océano dando

lugar a una formación de islas cercanas a la costa continental y separada de esta por un mar interior o cuenca marginal en la que se puede formar una nueva dorsal.

-­‐ Orógenos tipo andino: la placa oceánica subduce bajo la continental con la formación de una fosa oceánica y produciéndose el cierre total de los mares interiores. Los magmas originados ascienden por las grietas de la placa continental originando orógenos volcánicos.

• BORDES DE FALLAS TRANSFORMANTES: bordes pasivos con fallas transformantes. En estas zonas no se crea ni se destruye litosfera. Entre las placas se produce un movimiento relativo (una placa se desliza delante de otra). Las fallas transformantes son las líneas de ruptura de las dorsales (perpendiculares a estas).