GEODINAMICA INTERNA

Compilado: Ing. Galo Guamán Jaramillo

Ciclo de Wilson

• Hace 250 millones de años los continentes estaban unidos formando

un supercontinente, la Pangea 2 para diferenciarla de otra que existió

hace 650 millones de años, Pangea 1.

• Se considera que los continentes se desplazan sobre una superficie

esférica, su colisión y, por tanto, su unión se hacen inevitables.

• La fragmentación y el reagrupamiento de los continentes serían las

fases principales del ciclo

• Según algunas hipótesis, se repitiría cada 400 ó 500 millones deaños.

John Tuzo Wilson

John Tuzo Wilson,

geólogo y geofísico

canadiense1.Fecha de nacimiento: 24 de octubre de

1908, Ottawa, Canadá

2.Fecha de la muerte: 15 de abril de 1993, Toronto,

Canadá

• Una etapa básica en el ciclo de Wilson es la ruptura de un continente

y la formación de un nuevo océano.

• Es un proceso intraplaca de gran importancia en la historia geológica

de nuestro planeta. Se han formulado dos teorías para explicar la

fragmentación continental: los modelos térmico y tectónico.

• Existen datos a favor y en contra de cada uno de estos modelos, y

puede que algunas divisiones continentales hayan funcionado más de

acuerdo con uno de ellos y otras con el otro. Incluso nada impide queintervengan simultáneamente ambos procesos.

El Ciclo de Wilson

Ciclo evolutivo de apertura y cierre de las cuencas oceánicas. Comprende

diversos estadios:

a) Estadio embrionario o de rift continental (Rift Africano)

b) Estadio de juventud o de apertura de cuenca oceánica (etapa de mar

Rojo

c) Estadio de madurez o de Costa Atlántica

d) Estadio de decadencia o de Costa Pacífica (subducción)

e) Estadio relicto o de colisión continental (Himalayano).

El Ciclo de Wilson explica el desarrollo evolutivo de la tectónica deplacas, es decir, considera que los diversos contextos geotectónicos sonestadios o etapas que se suceden de forma consecutiva.

El ciclo de Wilson

1. Etapa de Rift Africano:

Ruptura de la corteza continental y formación de una fosa o valle tectónico.

Etapas expansivas

Reconstrucción digital del Gran Valle del Rift, en África,

en donde se puede ver el inicio de la fragmentación

del continente africano

El ciclo de Wilson

2. Etapa de Mar Rojo:

Separación de los dos bloques de corteza continental y

formación de un océano estrecho.

Etapas expansivas

Fotografía de satélite del mar Rojo. Copyright: NASA

El ciclo de Wilson

3. Etapa de océano Atlántico:

El océano se abre, se produce la expansión y creación de corteza oceánica.

Etapas expansivas

El ciclo de Wilson

4. Etapa de océano Pacífico:

La litosfera oceánica se rompe y subduce una placa bajo otra.

Se crean los arcos de islas volcánicas.

Etapas compresivas

El ciclo de Wilson

5. Etapa de orógeno Andino:

Un continente llega a la zona de subducción y los sedimentos marinos

comprimidos entre éste y el arco volcánico crean un orógeno litoral.

Etapas compresivas

Dada la forma esférica de la Tierra, otros bordes constructivos pueden empujar a los

fragmentos continentales en sentido contrario, con lo que la cuenca oceánica se vaestrechando (como le está ocurriendo al mar Mediterráneo).

El ciclo de Wilson

6. Etapa de orógeno Himalayano:

Se produce la colisión continental y se forma el orógeno de sutura.

Etapas compresivas

Finalmente, al desaparecer la cuenca oceánica, las dos masas continentales chocan, originándose

un continente único (un nuevo supercontinente) y, sobre la sutura que cierra el océano,

una cordillera (orógeno de tipo himalayo, como la cordillera del Himalaya).

El ciclo de Wilson

El ciclo de Wilson se puede dividir en dos partes:

* Etapas expansivas

De la 1 a la 3, que se corresponderían con la fragmentación de Pangea,

según la teoría de Wegener. (R. Africano, Mar Rojo, Costa Atlantica)

* Etapas compresivas

De la 4 a la 6, en las que se reconstruiría una nueva Pangea.

(etapa Costa Pacifica, subducción, Colision continental)

Deformaciones de las rocas

Un estrato es una capa de materiales proveniente de los depósitos de

sedimentos en la corteza terrestre: pueden aparecer fósiles, que guarda

una relativa homogeneidad, al formarse en las mismas condiciones.

Cada estrato está delimitado por dos superficies: la superior o techo y la

inferior o muro. El grosor del estrato, que es variable, se conoce comopotencia.

Las rocas situadas en el interior terrestre se encuentran soportando la

presión ejercida por los materiales situados sobre ellas: es la presión

litostática (fuerzas no dirigidas: originadas por el empuje que ejercen

sobre una roca determinada las rocas situadas a su alrededor) que

actúa en todas direcciones, produciendo una disminución del volumen

de la roca.

Por otra parte, la dinámica de las placas litosféricas hace que las rocas

puedan verse sometidas a esfuerzos dirigidos (presiones dirigidas)

derivados del empuje tectónico, que tienden a extender o a comprimir

las rocas. Como consecuencia, las rocas experimentan cambios en suforma, posición o volumen llamados deformaciones-

Esto se analiza

mediante las curvas

de esfuerzo

deformación que

expresan el tipo de

deformación que

adquiere un material

determinado (una

roca) al aplicarle un

esfuerzo

progresivamente mayor.

Factores que influyen en la deformación

Una misma roca puede tener comportamientos diferentes en función de la

temperatura, la presión litostática y la presencia de agua u otros fluidos.

El tiempo durante el cual actúa un esfuerzo es otro factor que condiciona la

respuesta de los materiales.

Así, una roca rígida sometida de manera prolongada a un determinado

esfuerzo puede comportarse plásticamente.

Por tanto, las fuerzas horizontales que actúan sobre la litosfera, producen en

las rocas dos tipos de deformaciones permanentes: deformaciones

plásticas (ductil) o pliegues y roturas o fracturas (deformaciónfragil).

Deformaciones plásticas: Pliegues

Los pliegues son deformaciones plásticas, en forma de

ondulaciones o flexiones, producidas por las fuerzas orogénicas enrocas estratificadas, es decir, sedimentarias y metamórficas.

Se producen cuando una serie de estratos inicialmente horizontales son

curvados por la acción de fuerzas de compresión generalmentehorizontales

en los anticlinales, los estratos más antiguos ocupan el centro del pliegue y los estratos

modernos ocupan los flancos;

los sinclinales se reconocen por la presencia de los estratos modernos en el centro y delos antiguos en los flancos.

Tipos de pliegues

Algunas veces, la fuerza es tan intensa que el flanco superior se desliza

sobre el flanco inferior y lo cubre originándose una estructura, denominada

cabalgamiento; donde aparecen estratos más antiguos sobre otros más

modernos. Cuando el cabalgamiento es muy extenso, superior a 5 km, recibe el nombre de manto de corrimiento

Cuando la fuerza que actúa sobre los estratos es más intensa en una

dirección que en otra, el pliegue es empujado en dicha dirección y uno de

sus flancos se estira, adelgaza y puede llegar a romperse, produciéndoseun pliegue-falla

Lewis “overthrust” (arrow) northeast of Marias Pass, Montana (view northeast). The “Precambrian” Altyn Dolomite

Deformaciones por rotura: las facturas

Clases de fracturas

Las fracturas son deformaciones por rotura que sufren los materiales

cuando las fuerzas que actúan sobre ellos son tan intensas que

sobrepasan su límite de rotura.

Se dan en todo tipo de rocas, tanto estratificadas como no

estratificadas.

Se distinguen dos tipos de fracturas:

• diaclasas y fallas

Diaclasas:

Son fracturas de las rocas en las que los bloques no se desplazan uno con

respecto al otro, o, si lo hacen, es ensanchando la fractura para formar una

grieta más abierta.

Las diaclasas pueden originarse al mismo tiempo que la roca en la que se

encuentran.

Por ejemplo, las grietas de desecación que presentan las arcillas, o las

grietas poligonales que se forman en los basaltos al solidificar (disyunción

columnar). En otros casos, las diaclasas se forman con posterioridad a las

rocas afectadas. Por ejemplo, las que aparecen en las charnelas de losanticlinales.

Fallas: Son fracturas en las que hay desplazamiento de uno de los

bloques fracturados respecto al otro; el desplazamiento puede producirse

en cualquier dirección del espacio.

Elementos de una falla : Los elementos de una falla son tres:

1. Plano de falla: Es la superficie de factura sobre la cual se ha

realizado el desplazamiento relativo de los bloques. La dirección y el

buzamiento de una falla son la dirección y buzamiento del plano de

falla.

2. Labios de falla: Son los bloques que se desplazan. Si hay

desplazamiento vertical, el bloque superior es el labio elevado, y el

inferior, el labio hundido.

3. Salto de falla: Es la distancia en vertical entre dos puntos que estabanunidos antes de producirse la fractura.

Clases de fallas : Las fallas, según la posición del plano de falla y elsentido en que se han desplazado los bloques, pueden ser de tres clases:

1. Falla normal: El desplazamiento de los bloques se produce

fundamentalmente en la vertical, y el plano de falla se inclina o buza

hacia el labio hundido; se produce por hundimiento del bloque más

bajo.

Reciben también el nombre de fallas de extensión o distensivas, porque

tienen lugar como respuesta a esfuerzos de tracción o distensión de

las rocas. Como consecuencia, hay un aumento de la superficie del

terreno. Un caso especial es la falla vertical, en que el plano de fallaes vertical.

2. Falla inversa: Los bloques se mueven también fundamentalmente en la

vertical, y el plano de falla se inclina o buza hacia el labio levantado; se

produce por elevación del bloque más alto.

Se origina como respuesta a esfuerzos de compresión.

Como consecuencia hay una disminución de la superficie del terreno.

En el caso de que el plano de falla esté casi horizontal (buzamiento pequeño),

el bloque elevado cubre gran parte del bloque hundido y se origina un

cabalgamiento, de modo semejante a lo que ocurre en los pliegues-falla yaque en ellos la falla que se forma es inversa.

3. Falla de dirección o de desgarre: El desplazamiento relativo de los

bloques se produce en la horizontal, no hay desplazamiento vertical. Están

originadas por esfuerzos de cizalla.

El plano de falla puede ser vertical o inclinado.

Sistemas de fallas: Las fallas no suelen presentarse aisladas sino

formando asociaciones o sistemas de fallas que, generalmente, están

constituidas por fallas escalonadas, originando dos importantesaccidentes tectónicos:

1. Macizo tectónico o horst: Sistema de fallas en el que el bloquecentral es elevado y se desciende escalonadamente hacia los lados.

2. Fosa tectónica o graben: Sistema de fallas en el que el bloque central

está hundido y se asciende escalonadamente hacia los lados.

Con frecuencia ambos tipos de estructuras se dan asociadas.