Presentación de PowerPoint - gobiernodecanarias.org · PLACAS TECTÓNICAS: Fragmentos en los que...

FUNCIONAMIENTO DEL SISTEMA TIERRA: EL PARADIGMA DE LA

TECTÓNICA DE PLACAS

María del Carmen Cabrera SantanaFrancisco José Pérez Torrado

Universidad de Las Palmas de Gran Canaria

1. DEFINICIONES BÁSICAS

Deriva Continental

Litosfera – Astenosfera - Placas Tectónicas

2. EVIDENCIAS

Evidencias Oceánicas y Continentales

Mediciones con satélites

3. LÍMITES DE PLACAS

Dorsales: constructivos, distensivos

Zonas de subducción: destructivos, compresivos

Fallas Transformantes: conservativos

4. MOVIMIENTOS DE LAS PLACAS

Geometría Euleriana

Causas del movimiento: Convección en el Manto

5. CICLO DE WILSON

Expansión de los fondos oceánicos

Orogénesis

DEFINICIONES BÁSICASDERIVA CONTINENTAL: Siglos XIX-XX. Teoría que propugnaba movimientostangenciales (rotura y separación) de los continentes en contraposición al modeloinmovilista dominante en la época, para la cual solo existían movimientosverticales.

Defenestrada en su día por una gran parte de la comunidad científica, en laactualidad se acepta como precursora de la Tectónica de Placas. El meteorólogoalemán Alfred Wegener (1880-1930) fue su máximo valedor.

PLACAS TECTÓNICAS: Fragmentos en los que se divide la litosfera, separados entre sí por límites (3tipos) en los que se concentran la gran mayoría de la actividad sísmica y volcánica de La Tierra(cinturones sismo-volcánicos)

LITOSFERA (esfera de roca): Comprende la corteza y los primeros km del manto superior, capas concomposiciones químicas diferentes pero con comportamiento físico análogo: frío y rígido.

ASTENOSFERA (esfera débil): Comprende el manto superior por debajo de la listosfera y presenta uncomportamiento plástico, dúctil. En la porción superior de la astenosfera (equivalente al canal de bajavelocidad de los sismólogos) se produce la fusión parcial de las rocas del manto superior.

MESOSFERA (esfera media): Por debajo de la astenosfera, el aumento de la P contrarresta los efectosde la T y la resistencia de las rocas a fluir se hace mayor. Comprende el manto inferior

EVIDENCIAS DE LA TECTÓNICA DE PLACAS

EVIDENCIAS OCEÁNICAS

• Morfología fondos oceánicos

• Edad y distribución Corteza Oceánica

• Edad y distribución islas volcánicas

• Bandeado magnético

EVIDENCIAS CONTINENTALES

• Edad y distribución Corteza Continental

• Distribución fósiles – paleoclimas

• Reconstrucciones paleogeográficas

• Curvas de deriva polar

EVIDENCIAS MIXTAS

• Distribución sismicidad y volcanismo

• Distribución flujo térmico

• Anomalías del Geoide

• Mediciones con satélite


MORFOLOGÍA DE LOS FONDOS OCEÁNICOS

Figura tomada de Tarbuck y Lutgens (2005)


Figura tomada de Nicolas (1995)

Figura tomada de Strahler (1992)

Figura tomada de Bastida (2005)



Figura modificada de Bastida (2005)

300 m

4800 m



EDAD Y DISTRIBUCIÓN DE LA CORTEZA OCEÁNICA

Figura tomada de

Tarbuck y Lutgens (2005)


EDAD Y DISTRIBUCIÓN ISLAS VOLCÁNICAS

60 Ma


POLO DE ROTACIÓN

Edad CO: 150-180 Ma

Figura tomada de Carracedo (2011)


BANDEADO MAGNÉTICO

Figura tomada de www.mantleplumes.org


EDAD Y DISTRIBUCIÓN DE LA CORTEZA CONTINENTAL

Figura tomada de Clark (1983)


DISTRIBUCIÓN FÓSILES - PALEOCLIMAS

Figuras tomadas de Monroe et al (2008)

Distribución tillitas (depósitos morrenas glaciares) y dirección de estrías en

depósitos Pérmicos.

Distribución fauna y flora Carbonífero-Pérmica


RECONSTRUCCIONES PALEOGEOGRÁFICAS



CURVAS DE DERIVA POLAR



DISTRIBUCIÓN MUNDIAL DE LA SISMICIDAD y EL VOLCANISMO

Smith

soni

an In

stitu

tion

-Glo

bal v

olca

nism

pro

gram

(ww

w.vo

lcan

o.si

.edu

)



Figura tomada de Anguita y Moreno (1991)

DISTRIBUCIÓN MUNDIAL DE LA SISMICIDAD y EL VOLCANISMO

Figura tomada de Schmincke (2004)


DISTRIBUCIÓN MUNDIAL DE LA SISMICIDAD y EL MAGMATISMO


DISTRIBUCIÓN MUNDIAL DEL FLUJO TÉRMICO

Figura tomada de

Anguita (1988)


ANOMALIAS DEL GEOIDE

Figuras tomadas de la expedición GOCE

http://www.esa.int/Our_Activities/Observing_the_Earth/GOCE

• Satélite europeo GOCE (Gravity Field and Steday-State Ocean Circulation Explorer) instalado en órbitaestacionaria a 260 km. Operativo desde marzo 2009 a noviembre 2013

• Colores fríos: valores del geoide por debajo del ideal (déficit de masa de alta densidad en el interior)

• Colores cálidos: valores del geoide por encima del ideal (exceso de masa y mayor densidad)

• Conclusión: la distribución de las capas en el interior de La Tierra (principalmente corteza-manto) no eshomogénea


MEDICIONES CON SATÉLITE

LAGEOS (LAser GEOdynamics Satelite)

• Satélite diseñado exclusivamente paramediciones de deriva continental

• LAGEOS I fue puesto en órbita por laNASA en 1976. LAGEOS II de la AgenciaEspacial Italiana en 1992. Ambos siguen en orbitay funcionado. Está previsto el lanzamiento de unLAGEOS III

• Los LAGEOS son básicamente esferas dealuminio cubiertas de espejos reflectores (>425).Tienen órbitas circulares muy estables a unos5900 km. Permiten determinar con exactitudmilimétrica la posición de un punto en La Tierra apartir de estaciones bases (ILRS)

NASA – ILRS network (http://cddis.nasa.gov)


Figura tomada de Monroe et al. (2008)

MEDICIONES CON SATÉLITE

LÍMITES DE PLACAS

Figura tomada de

Tarbuck y Lutgens (2005)

• Bordes divergentes o constructivos: dorsales

• Bordes convergentes o destructivos: zonas de subducción (fosas submarinas)

• Bordes conservativos: fallas transformantes

BORDES DIVERGENTES O CONSTRUCTIVOS: DORSALES

LÍMITES DE PLACAS

Figuras tomadas de Nicolas (1995)

Las dorsales oceánicas son auténticas cadenasmontañosas que recorren más de 70.000 km a lo largo detodos los océanos de La Tierra.

Atendiendo a su velocidad de expansión se distinguen:

• Dorsales lentas: < 2 cm/año

• Dorsales rápidas: >> 2 cm/año

LÍMITES DE PLACAS



LÍMITES DE PLACAS


El porcentaje de fusión parcial bajo las dorsalesdetermina, en gran medida, la velocidad de expansióny el predominio de la inyección magmática sobre elestiramiento tectónico o viceversa


LÍMITES DE PLACAS

Figuras tomadas

de Nicolas (1995)

Equilibrio a los 30 Ma

BORDES CONVERGENTES O DESTRUCTIVOS: ZONAS DE SUBDUCCIÓN

LÍMITES DE PLACAS


La litosfera oceánica se hace más potente con laedad. A partir de los 30-60 m.a. pesaprácticamente lo mismo que el mantoastenosférico que la sustenta, por lo que a partirde esa edad se encuentra en un equilibrio de pesoque obligará a su subducción con el tiempo.


LÍMITES DE PLACAS




LÍMITES DE PLACAS

BORDES CONSERVATIVOS: FALLAS TRANSFORMANTES

SITUACIÓN INICIAL

EVOLUCIÓN TEMPORAL

En las fallas transformantes (fallas dedesgarre) no se crea ni se destruye litosferaoceánica, solo se desplaza. El plano a lolargo del cual la falla es activa terminabruscamente a cada lado del bordeconstructivo o destructivo que enlaza.

Existen 6 pares posibles de combinacionesde terminaciones de fallas transformantes,con evoluciones diferenciadas.

Figuras tomadas (la de las combinaciones geométricas modificada) de Bastida (2005)

LÍMITES DE PLACAS

HIPÓTESIS SOBRE EL ORIGEN DE LAS FALLAS TRANSFORMANTES

AUTOR HIPÓTESIS OBJECIONES

J.T. Wilson (1965) Arcos de círculo de rotación de las placas La geometría no siempre concuerda

E. Bonatti (1973) Estructuras continentales heredadas Concuerda en el Atlántico, pero no en el Pacífico

Figura tomada

de Strahler (1992)

Figura tomada

de Bastida (2005)

BORDES CONSERVATIVOS: FALLAS TRANSFORMANTES

MOVIMIENTO DE LAS PLACAS

Figuras tomadas de

Agueda et al. (1983)

Las placas litosféricas se mueven en la superficie de un objeto casiesférico, luego su movimiento está regido por el Teorema de Euler.Se definen, por tanto:

• Polos y eje de rotación

• Círculos de rotación

• La velocidad es cero en los polos de rotación y máxima en elecuador de rotación (círculo máximo)

MOVIMIENTO DE LAS PLACAS

En los movimientos diferenciales de lasdistintas placas pueden darse múltiplescombinaciones, entre las que destacan los“Puntos Triples” con evoluciones complejas


DISTRIBUCIÓN DE LAS PLACAS LITOSFÉRICAS EN LA ACTUALIDAD


• 7 Placas principales

• 7 Placas medianas

• 12 microplacas

MOVIMIENTO DE LAS PLACAS - CAUSAS

La transmisión de calor por convección en el manto yconsiguiente formación de células convectivas es, en últimainstancia, el motor de la Tectónica de Placas.

Sin embargo, aún se debate la geometría de esa conveccióny el papel protagonista de la litosfera/astenosfera en elmovimiento.

• Convección somera

• Convección profunda

• Convección estratificada

• Empuje y arrastre de las placas

Figura tomada de Monroe et al (2008)

MOVIMIENTO DE LAS PLACAS - CAUSASLas modernas técnicas de tomografía sísmica (basada en la lecturade los tiempos de trayecto de las ondas sísmicas que se propaganel interior del planeta, generando imágenes similares a las de unTAC en medicina) permiten reconocer con mayor precisión ladistribución de las diferentes capas en el manto terrestre

Figura tomada de Nicolas (1995) Figura modificada de Montelli et al (2004)

MOVIMIENTO DE LAS PLACAS - CAUSAS


Figura tomada de Monroe et al (2008)

CICLO DE WILSON


CICLO DE WILSONDOMING - RIFTING

• Punto triple - Estrella Mercedes

• Rift pasivo - activo

• Aulakógeno




CICLO DE WILSONDOMING - RIFTING

• Punto triple - Estrella Mercedes

• Rift pasivo - activo

• Aulakógeno

Figura tomada de Monroe et al. (2008)


MAGM

A

CICLO DE WILSONOCÉANO JUVENIL - MADURO

• Evaporitas – hidrocarburos

• Humeros negros – origen de la vida

• Expansión fondos oceánicos

• Fría (2ºC)

• pH básico (7-8) - Oxidante

• Deficiente en metales

<0,06 ppb Fe y Mn

0,65 ppb Zn; 0,45 ppb Cu

• SO4 (2678 ppm) y Mg (1272 ppm)

REACCIONES QUÍMICAS

AGUA - ROCA

• Caliente (350ºC)

• pH ácido (≈3,5) - Reductor

• Rico en metales

80 ppm Fe; 49 ppm Mn

6 ppm Zn; 2 ppm Cu

• Mg (0 ppm) y SH2 (250 ppm)

Precipitación por:

• Δ T e Δ pH

• Saturación

• Actividad biológica


CICLO DE WILSONOCÉANO SENIL - OBDUCCIÓN

• Subducción

• Orógenos de subducción

• Orógenos de colisión - Ofiolitas

Figuras tomadas de Tarbuck y Lutgens (2005)

REFERENCIAS• Anguita, F. (1988): Origen e historia de La Tierra. Ed. Rueda, Madrid. 525 pp.

• Anguita, F. y Moreno, F. (1991): Procesos geológicos internos. Ed. Rueda, Madrid. 232 pp.

• Bastida, F. (2005): Geología. Una visión moderna de las Ciencias de la Tierra. Ed. Trea, Gijón.Volumen I, 974 pp. y Volumen II, 1031 pp.

• Carracedo, J.C. (2011): Geología de Canarias I. Origen, evolución, edad y volcanismo. Ed. Rueda,Madrid, 400 pp

• Clark, B. (1983): La corteza continental. Investigación y Ciencia, 86, 76-88.

• Monroe, J.S.; Wicander, R. y Pozo, M. (2008): Geología. Dinámica y evolución de La Tierra (4ªedición). Ed. Paraninfo, Madrid. 726 pp.

• Montelli, R.; Nolet, G.; Dahlen, F.A.; Masters, G.; Engdahl, E.R. y Hung, S.H. (2004): Finite-frequencytomography reveals a variety of plumes in the mantle. Science, 303: 338-343.

• Nicolas, A. (1995): Las montañas bajo el mar. Expansión de los océanos y Tectónica de Placas. Ed.Springer-Verlag Ibérica, Barcelona. 200 pp.

• Schmincke, H.U. (2004): Volcanism. Ed. Springer-Verlag, Berlín. 324 pp.

• Strahler, A.N. (1992): Geología Física. Ed. Omega, Barcelona. 629 pp.

• Tarbuck, E.J. y Lutgens, F.K. (2005): Ciencias de la Tierra. Una introducción a la Geología Física (8ªedición). Ed. Pearson-Prentice Hall, Madrid. 710 pp.

Presentación de PowerPoint - gobiernodecanarias.org · PLACAS TECTÓNICAS: Fragmentos en los que...

Documents

Transcript of Presentación de PowerPoint - gobiernodecanarias.org · PLACAS TECTÓNICAS: Fragmentos en los que...