Presentación Tema 2. Tectónica de placas y sus consecuencias I
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UNIDAD 2 LA TECTÓNICA DE PLACAS Y SUS CONSECUENCIAS I
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UNIDAD 2
LA TECTÓNICA DE PLACAS Y SUS CONSECUENCIAS I
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La Tierra es un planeta muy dinámico. Su superficie está sometida a continuos cambios.Poderosas fuerzas internas rompen y reconstruyen los continentes y son la causa de la formación de los océanos y de las grandes cadenas de montañas. Volcanes y terremotos son las consecuencias más directas y observables de este poder.
Tem
pera
tura
en
ºC
30 1000 2000 3000
5000
4000
3000
2000
1000
0
4000 5000Profundidad en km
Variación de la temperatura con la profundidad en el interior de la Tierra.
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Según el modelo geoquímico:
•CORTEZA
•MANTO
•NÚCLEO
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CORTEZASe trata de la capa más externa de la Tierra. Estáseparada del manto por la discontinuidad deMohorovicic. Tiene un grosor medio de 30 km,aunque este grosor es variable ya que es másdelgada y más densa en los océanos y más gruesapero menos densa en los continentes. La cortezacontinental está formada por silicatos de aluminio(granitos), fundamentalmente, abundando tambiénla rocas calizas. La corteza oceánica está formadapor silicatos algo más densos como los basaltos yes menos antigua que la corteza continental.
MANTOSe trata de la capa intermedia. Se extiende desdela discontinuidad de Mohorovicic (30 km) hasta lade Gutenberg (2900 km). Está formada por elmanto superior, hasta los 700 km, y el mantoinferior (hasta los 2900 km). Se compone de rocasbásicas más densas (3,5 g/cm3) que las de lacorteza, formadas, fundamentalmente, por silicatosde hierro y magnesio.
NÚCLEOSe extiende desde la discontinuidad de Gutenberg(2900 km) al centro de la Tierra (6370 km). Estácompuesto por hierro con pequeñas cantidades deotros elementos químicos (níquel, carbono, etc.).En él se distinguen: el núcleo externo, hasta los5100 km, en estado líquido y el núcleo interno,sólido.
•CORTEZA
•MANTO
•NÚCLEO
Corteza
Manto superior
Manto inferior
Núcleo externo
Núcleo interno
Mohorovicic (30 Km)
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Gutenberg (2900 Km)
Estructura en capas de la Tierra
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LA CORTEZA
Como ya se ha dicho, se trata de la capa más externa de la Tierra. Está separada delmanto por la discontinuidad de Mohorovicic. Tiene un grosor medio de 30 km, aunque estegrosor es variable ya que es más delgada y más densa en los océanos y más gruesa peromenos densa en los continentes. La corteza continental está formada por silicatos dealuminio (granitos), fundamentalmente, abundando también la rocas calizas. La cortezaoceánica está formada por silicatos algo más densos como los basaltos y es menos antiguaque la corteza continental.
Corteza continentalCorteza oceánica
Discontinuidad de Mohorovicic
Manto superior
Según el modelo geodinámico:
•LITOSFERA
•ASTENOSFERA
•MESOSFERA
•ENDOSFERA
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La corteza está formada por rocas poco densas, como los granitos y las rocas calizas. Tieneun espesor medio de unos 30 Km, aunque es más delgada en los océanos y más gruesa enlos continentes y, sobre todo, en las cadenas montañosas
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¿Por qué es más gruesa la corteza continental bajo las cadenas montañosas?
LA TEORÍA DE LA ISOSTASIA: La isostasia es una teoría que dice que el SIAL (la corteza)menos densa, flota sobre el SIMA (manto) más denso. Esta es la razón de que la cortezasea más gruesa bajo las cadena montañosas que en los océanos.
Sima (manto)
Sial
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Modelo que explica el por qué la corteza es más gruesa en las zonas elevadas (Teoría de laisostasia).
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Alfred Wegener nació en Berlín,en 1880. Astrónomo ymeteorólogo se interesó por lasexpediciones polares y en 1906participó en la expedición danesaa Groenlandia, donde pasó dosinviernos haciendo observacionesmeteorológicas.
A su regreso fue nombradoprofesor de meteorología de laUniversidad de Marburgo.Los datos paleontológicos y otraspruebas geológicas le llevaron aplantear en una conferencia en1912 en la Unión Geológica deFrankfurt la Hipótesis de la DerivaContinental.
Murió en 1930 a la edad de 50años durante su terceraexpedición en Groenlandia.
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La deriva continental
Alfred Wegener desarrolló lahipótesis de la derivacontinental.Según esta hipótesis, loscontinentes se desplazabansobre el fondo oceánico.
Para ello se basó en:La coincidencia en la forma de
las costas de África ySudamérica.
La coincidencia en los tipos derocas y estructurasentre África y Sudamérica.
La existencia de glaciaciones dehace 250 m.a. en lugares ahoramuy distantes (Sur deGondwana).
La existencia de una fauna yflora fósil terrestre coincidente enlugares ahora separados porocéanos.
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Pruebas de la derivacontinental:
Coincidencia fisiográficaentre las costas de África ySudamérica.
La coincidencia es mayor sise realiza a partir de lasplataformas continentales(azul claro).
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Escudos rocosos yestructuras geológicas
Pruebas de la deriva continental
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Coincidencia de rocas yestructuras
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Pruebas de la deriva continental: Señales de una glaciación de hace 250 m.a.en lugares ahora muy distantes (Sur de Gondwana).
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Pruebas de la deriva continental: Hace 250 m.a, en el sur de Gondwana, seencontraba uno de los polos cubriendo el área en blanco en la figura. El avance delos hielos (flechas rojas) dejó marcas en el terreno y en las rocas que permiten enla actualidad reconocer este hecho.
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Glaciación en Gondwana hace 250 m.a. y dirección de los hielos.
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Existencia deanimales yvegetalesfósiles enlugares muydistantes.
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Si juntamos estos lugares formando un único continente las áreas dedistribución de estos organismos fósiles se continúan de un lado al otro.
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Distribución del mesosaurus. El mesosaurus fue un pequeño reptil fósil que vivió enlagos de agua dulce hace 260 m.a. en Sudamérica y Sudáfrica (zonas en verde) .
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Alineación de cadenas montañosas muy separadas en la actualidad (Apalaches enNorteamérica y cadenas montañosas de Escocia y Escandinavia).
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La deriva continental según Wegener
Pangea
Pantalasa
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La deriva continental según Wegener
Mar deThetys
Laurasia
Gondwana
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La deriva continental según Wegener
Oc. Atlántico
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La deriva continental según Wegener
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Evolución de las masascontinentales y oceánicasdesde el pérmico, hace235 m.a.
Lo más lógico es pensar que los continentes estuvieron unidos…
Ma: Millones de años
Dibujos originales de Alfred Wegener
¿Has visto la película?. ¡Fíjate como era el mundo entonces!:
Tiranosaurio
Triceratops
Parasaurolophus
Ictiosaurio PlesiosaurioPterosaurio
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… no sabía POR QUÉ se movían los continentes.
Pero a pesar de todas las pruebas…
Wegener
De la deriva continental a la tectónica de placas
Wegener pensaba que los continentes se movían a la deriva, como flotando sobre la corteza oceánica o sima (*)
(*) Sima: capa de Silicatos de Magnesio que formaría el fondo de los océanos (corteza oceánica).
Una nueva teoría surgió en la década de 1960: la TECTÓNICA DE PLACAS. La litosfera es la que se desplaza sobre la astenosfera.
En los años 60 surge
la Teoría de laTECTÓNICA DE TECTÓNICA DE PLACAS PLACAS o Tectónica Global
Tectónica: parte de la Geología que estudia los movimientos que se producen en la corteza terrestre.
“de Placas”: porque la parte más superficial (LITOSFERA) de la Tierra está dividida en placas.
Placas litosféricas o placas tectónicas
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La Teoría de la Tectónica de placas
La teoría de la tectónica de placa sustituyó a la de la deriva continental deWegener, pues explicaba mejor ciertas observaciones, entre ellas:
La existencia de cadenas montañosas (dorsales) en el fondo oceánico.El hecho de que el fondo oceánico es relativamente reciente (unos 180m.a.) mientras que las rocas de los continentes tienen hasta 3500 m.a.La falta de sedimentos en los fondos oceánicos.
Las bandas de anomalías magnéticas del fondo oceánico.La distribución de los seísmos y volcanes activos en la Tierra.El origen de las cadenas montañosas.
El aumento de la profundidad de los hipocentros de los seísmos conformenos alejamos de las costas de Sudamérica y este de Asia.
Y todo ello sin dejar de explicar lo que ya habían observado Wegener y otros.
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80 40 20 0 20 40 80
América EuropaOcéano Atlántico
Edad, en millones de años, del fondo del Océano Atlántico
Los fondos oceánicos están constituidos por rocas magmáticas. Estas roca son tanto más antiguasconforme nos acercamos a las costas de América y de Europa. En el centro del océano la edad delas rocas es muy reciente. Además, estos fondos oceánicos carecen de sedimentos, lo que indicatambién que son muy recientes.
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Anomalíasmagnéticas delfondo oceánico aambos lados de unadorsal.A ambos lados de lasdorsales se detectanbandas de anomalíasmagnéticas de signosopuestos, bandasrojas y amarillas).Los mineralesmagnéticos delmagma, al ir éstesurgiendo, se orientansegún la dirección delmagnetismo en elmomento.Como el signo de lospolos magnéticoscambiaperiódicamente, seproducen estasanomalías alternativasa ambos lados de ladorsal.
http://www.bioygeo.info/Animaciones/SeafloorMagnet.swf
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LAS PLACAS
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Relieve del fondo oceánico: Dorsales y fosas
Dorsales
Fosas
Fosas
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Las áreas orogénicas
RIESGOS VOLCÁNICOS
LOS TERREMOTOS. RIESGOS SÍSMICOS
Distribución de terremotos y volcanesAl estudiarse la distribución de volcanes y terremotos, se vio que coincidían y que la litosfera está dividida en “zonas tranquilas”, separadas por bandas de intensa actividad.
Cada uno de los fragmentos en que se encuentra dividida la litosfera constituye una placa litosférica.
Las placas encajaban entre sí como las piezas de un gigantesco rompecabezas.
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Si unimos con una línea las zonas sísmicas y volcánicas más activasobtendremos los límites (bordes) de las diferentes placas
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La litosfera y la astenosfera
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Astenosfera
La litosfera es una capa rígida que va de los 0 a los 150 km de profundidad. Se encuentrafragmentada en placas.
La astenosfera es plástica y va desde la base de la litosfera hasta unos 300 km deprofundidad. En ella se producen las corrientes de convección que desplazan las placas.
Litosfera
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Los desplazamientos de las placas:
Las placas se desplazan lentamente (2 a12 cm/año).
Los movimientos de las placas pueden serde separación (constructivos), de choque(destructivos) y neutros (sin separación nichoque).
1) Los bordes constructivos se llaman asíporque surge nueva litosfera oceánica.
2) Los bordes destructivos son bordes enlos que se destruye la litosfera al subduciren la astenosfera.
3) En los bordes neutros o fallastransformantes no hay ni formación nidestrucción de litosfera.
Litosfera
Astenosfera
1
2
3
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bc: borde constructivo bd: borde destructivo
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EL MOTOR DE LAS PLACAS
LAS CORRIENTES DECONVECCIÓN
En la ASTENOSFERA del Manto se originan CORRIENTES DE CONVECCIÓN
Estas CORRIENTES provocan el DESPLAZAMIENTO DE LAS PLACAS
El motor de las placas
Corrientes de convección
Zona de subducción (destrucción) de la placa
Zona de creación de la placa (Dorsal)
La placa se va moviendo
Astenosfera
Si lo piensas, comprenderás que se trata de una transformación de ENERGÍA CALORÍFICA en ENERGÍA MECÁNICA
(MOVIMIENTO)
Ya sabes que un globo con aire caliente sube…El material más caliente de la astenosfera también sube:
CalorCalor MovimientoMovimiento
Las Placas se mueven sobre la Astenosfera de modo parecido a una cinta transportadora.
Los continentes viajan sobre esta gigantesca cinta.
Astenosfera
La convección del calor.
Introduce en un recipiente con agua unas virutas de un material que se hunda en el agua pero que no sea muy pesado. Enciende el hornillo eléctrico y espera un poco a ver lo que sucede.
¿Puedes explicar este fenómeno?
¿Qué demuestra esta experiencia?
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BORDES DE PLACAS
Hay 3 tipos de bordes de placas:
1.- CONSTRUCTIVOS
2.- DESTRUCTIVOS
3.- PASIVOS (Fallas transformantes
En ellos se crea nueva litosferaCoinciden con las dorsales
En ellos se destruye litosferaCoinciden con las fosas o zonas de subduccióny zonas de colisión continental
En ellos no se crea ni se destruye litosfera.Las placas se desplazan lateralmente.
(Movimiento de las placas, visto desde arriba)
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BORDES DE PLACASBordes constructivos
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Mapa del FONDO OCEÁNICO
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Fíjate en la dorsal medio-oceánica:
-Tiene forma alargada-En medio de su cumbre hay una depresión o “valle” llamado RIFT
Por estos “valles” fluye magma procedente del magma, de forma continua.
Dorsal medio-oceánicaRift
Continente
Fondo oceánico
Litosfera
Astenosfera
Fosa oceánica
De cuando en cuando se rompe la continuidad de la dorsal por las Fallas Transformantes
Alargada depresión en el borde de continentes o
junto a arcos de islas volcánicas
En la cumbre de la dorsal. Son depresiones alargadas por donde fluye magma del manto
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La dorsal del Atlántico es un borde constructivo en el que las placas se separan.
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Dorsal oceánica (Dorsal Medio Atlántica).
Las dorsales son cadenas montañosas de 2000 m de altura sobre el fondo oceánico , 1000km de ancho y 60 000 km de longitud que recorren todos los fondos oceánicos. Consisten enuna doble cadena montañosa simétrica dividida por una depresión central, el rift de la dorsal.
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Dorsal oceánica (Dorsal Medio Atlántica).
Si la corriente de convección ascendente continúa, las placas se separan más y másformándose un mar estrecho y alargado, esto está sucediendo en la actualidad en el MarRojo. Si el proceso continúa las placas se separan y los materiales que provienen del interiorse acumulan entre ellas formando litosfera oceánica más densa. El mar se ensancha y pocoa poco se convierte en un océano. La acumulación de materiales forma en la línea deascenso una doble cadena montañosa sumergida: una dorsal. Algo parecido a esto sucedióhace millones de años para formar el océano Atlántico.
Bordes divergentes: Se produce cuando dos placas se separan. Originan estructuras características que son las dorsales oceánicas y los valles de rift continentales.
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Origen yevoluciónde unadorsal. Esteha sido elorigen delocéanoAtlántico.
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Los rift y las dorsales son bordes constructivos en los que las placas seseparan y surge nueva litosfera oceánica.
Esto explica :las anomalías magnéticas a ambos lados de las dorsalesla falta de sedimentos de los fondos oceánicosla antigüedad creciente del fondo oceánico a ambos lados de las
dorsales.El hecho de que las rocas del fondo oceánico sean de naturaleza
volcánica.
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BORDES DE PLACASBordes destructivos
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bc: borde constructivo
Cordillera delos Andes
Arcos de islas
bd: borde destructivo
MarMediterráneo
Cordillera delHimalaya
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Borde destructivo (choque de placas) en la costa oeste de América.
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Cordillera perioceánica (Cordillera de los Andes).
Las cordilleras perioceánicas, como la cordillera de los Andes, son cadenas montañosasrecientes situadas en un margen continental. Están constituídas por rocas sedimentarias deorigen marino y se da en ellas una intensa actividad volcánica y sísmica.
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Cordillera perioceánica (Cordillera de los Andes).
Las cordilleras perioceánicas, como la cordillera de los Andes, se forman cuando se produceuna corriente de convección descendente entre una placa de litosfera oceánica y una delitosfera continental. La litosfera oceánica, más densa y delgada, se introduce bajo lalitosfera continental, más gruesa y ligera, generando una intensa actividad volcánica ysísmica y arrastrando los sedimentos. Estos se acumulan en el borde de la placa continentaldando lugar a largas cadenas montañosas situadas en un borde continental, como lacordillera de los Andes.
Origen y evolución de unacadena montañosa como la delos Andes. Estas cadenas seforman por el choque deplacas.
Esta cadena montañosa se haformado por un desplazamiento dela placa Sudamericana hacia eloeste lo que hace que la placa deNazca, a la izquierda en losesquemas, se introduzca bajo ella ,subducción.
El proceso genera una intensaactividad volcánica y sísmica y laelevación de la placa Sudamericana.Los sedimentos de su margencontinental ascienden formando lacordillera de los Andes.
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Bordes convergentes: Se producen entre dos bloques que se aproximan y se empujan. Cuando esto se produce, la placa de mayor densidad se dobla y se introduce hacia el manto terrestre, son las zonas de subducción. Estas zonas liberan gran cantidad de energía y producen fenómenos como formación de relieves, actividad sísmica y magmatismo.
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Arco insular (Archipiélago del Japón).Los arcos de islas se generan cuando una corriente de convección descendente se produceentre dos placas, una de litosfera oceánica y otra mixta: continental y oceánica. La litosferaoceánica, más densa y delgada, se introduce bajo la mixta, generando una intensa actividadvolcánica y sísmica. Se producen así profundas fosas en forma de arco jalonadas de islasvolcánicas como las fosas y los arcos de islas del océano Pacífico.
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Arcos de Islas y Fosasdel Pacífico
Al este del OcéanoPacífico se da un bordedestructivo aldesplazarse la placa delPacífico (litosferaoceánica) bajo lalitosfera mixta(continental y oceánica)de la placa Euroasiática.
En la imagen, los puntosindican la actividadsísmica.
Azul, seísmos menosprofundos, rojo, seísmosmás profundos.
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Borde destructivo (choque de placas) en un Arco Insular (Arcos de Islas yfosas del este del océano Pacífico.Los seísmos son tanto más profundos cuanto más nos alejamos del puntodonde subduce la litosfera, formando un plano inclinado llamado plano deBenioff. La fricción de las placas funde las rocas y genera actividad volcánica.
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Subducción y planode Benioff en un Arcode Islas. Losterremotos son tantomás profundos cuantomás nos alejamos dela isla.
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Mar interior (Mar Mediterráneo).Entre el sur de Europa y África existe una corriente de convección descendente que generala subducción de la litosfera del fondo del Mar Mediterráneo -que forma parte de la placaAfricana- bajo la placa Euroasiática. Este proceso estrecha cada vez más el marMediterráneo y hace ascender los sedimentos produciendo una serie de cadenas demontañas en el sur de Europa: Alpes, Penibética, etc. La energía generada por el procesode subducción se libera en forma de actividad volcánica y sísmica.
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Borde destructivo (choque de placas) en el Himalaya, donde chocan la placaEuroasiática y la subplaca de la India.
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Cordillera intercontinental (Cordillera del Himalaya).Si una placa mixta subduce totalmente bajo una placa continental, la litosfera oceánica seintroduce totalmente bajo la litosfera continental y ambas placas se sueldan. Los sedimentosque existían entre ambas se acumulan en el borde que existía entre ellas formando una grancadena montañosa entre ambas: una cordillera intercontinental. Esto sucedió cuando elborde oceánico de la placa de la India se introdujo bajo la placa Euroasiática formando lacordillera del Himalaya..
La formación del Himalaya
la
El Himalaya se ha formado al colisionar la placa deIndia, a la izquierda, contra la placa Euroasiática.
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Desplazamiento de la placa dela India hacia el norte.
Este movimiento generó lagran cordillera delHimalaya.
ALTO HIMALAYA
MESETA TIBETANA(norte)
LLANURA INDO-GANGES(sur)
PROCESOS GEOLÓGICOS INTERNOS
LLANURA INDO-GANGES(sur)
MESETA TIBETANA(norte)
ALTO HIMALAYA
PROCESOS GEOLÓGICOS INTERNOS
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BORDES DE PLACASFallas transformantes
En estos bordes las placas se desplazan lateralmente sin chocar ni separarse. Un ejemplo está en la costa oeste de los Estados Unidos en la llamada falla de San Andrés.
Fallas transformantes: los bordes pasivosEn ellos no se destruye ni se crea nueva litosfera
Son fallas en lasque hay un desplazamiento lateral de la litosfera
Son las fallas transformantes de las dorsales y otras como la gran Falla de San Andrés
Un desgarrón de casi 1.000 kmLa falla de San Andrés, en California, marca la frontera donde convergen la placa tectónica del Pacífico y parte de la norteamericana. En los alrededores de la falla, que se extiende a lo largo de 970 km, se produce gran actividad sísmica.
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La gran falla de SanAndrés es una fallatransformante en laque las placasNorteamericana y ladel Placa del Pacíficose desplazanlateralmente endirecciones opuestas.
Placa Norteamericana
Placa del Pacífico
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Movimiento relativo delas placas a amboslados de la Falla deSan Andrés.
http://www.ss.ca.gov/museum/gespandreasfault.htm
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BORDES DE PLACAS(visión de conjunto)
CONSTRUCTIVOSDESTRUCTIVOS
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En esta zona se puedenapreciar todo tipo debordes:
Bordes constructivos(dorsales).
Destructivos: fosas ycadenas montañosas.
Fallas transformantes
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Movimientos de placasen la costa oeste deNorteamérica.
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Borde constructivo (dorsal) y borde destructivo (zona de subducción). Lalitosfera oceánica surge en la dorsal y desaparece (subduce) en el margen
continental ( placa de Nazca y placa Sudamericana)
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Dorsales (bordes constructivos) y Fosas (bordes destructivos) en el Océano Pacífico.
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