Tectónica de placas(Unidad 2)

El nacimiento de las ciencias geológicas

• Siglos XVI y XVII el diluvio universal

• Abraham G. Werner (1749-1817) defiende el neptunismo, las rocas de la corteza terrestre se formaron por sedimentación y cristalización en los mares primitivos.

• Georges Couvier (1769-1832) propone el catastrofismo, las formación de fósiles y rocas se debieron sucesivas catástrofes, súbitas y violentas, como caída de meteoritos, diluvio universal, etc.

• James Hutton (1726-1797) propone el plutonismo, teoría que explicaba la consolidación de los sedimentos y el origen de las rocas volcánicas y plutónicas por enfriamiento del magma procedente del interior de la Tierra.

• Hutton y Charles Lyell (1797-1875) proponen la teoría del uniformismo, las fuerzas naturales siguen actuando de la misma forma que en el pasado “el presente es la clave del pasado”

• Teorías fijistas o verticalistas (S. XIX)

• Teorías movilistas u horizontalistas (S. XX) Teoría de la tectónica de placas

Desarrollo de la teoría de la tectónica de placas

• La teoría explica gran parte de los fenómenos geológicos

• Alfred Wegener en 1912 propone la teoría de la deriva continental, Pero no logra explicar la fuerza que los mueve.

• A. Holmes en 1945, propone que son las corrientes de convección del manto las fuerzas que mueven a los continentes.

• H. Hess en 1962 formula la hipótesis de la expansión de los fondos oceánicos

• En la década de los 60, Le Pichon, Tuzo Wilson, F. Vine, D. Mathews, …desarrollan las ideas que mostraban la superficie de la Tierra dividida en grandes placas litosféricas que se movían unas respecto a las otras: teoría de la tectónica de placas.

MODELOS ESTÁTICO Y DINÁMICO DEL INTERIOR DE LA TIERRA

LA TECTÓNICA DE PLACAS

• La teoría propone que LITOSFERA ( corteza y algo de manto superior) es sólida y rígida, ocupa la zona superficial del planeta y, está formada por un número reducido de PLACAS, que están en continuo movimiento unas con respecto a otras, y en cuyos límites se localiza la mayor parte de la actividad sísmica, tectónica y magmática existente en el planeta. Estas placas se ajustan unas a otras, como piezas de un puzle, desplazándose sobre la ASTENOSFERA.

• Las placas tiene un espesor medio de unos 100 km. Siendo mas gruesa la litosfera continental y más delgada la litosfera oceánica.

• Las dimensiones de las placas varían con el tiempo ya que estas se consumen y crecen.

• Según la composición podemos distinguir: • Placas oceánicas: formadas exclusivamente por litosfera oceánica. Ej.: Nazca, Pacífica, …

• Placas continentales: formadas exclusivamente por litosfera continental. Ej.: Arábiga, …

• Placas mixtas: formadas por ambos tipos de litosfera: Africana, Sudamericana, Euroasiática, …

LAS PLACAS LITOSFÉRICAS

Grandes placas: Euroasiática, Indoaustraliana, Antártica, Norteamericana, Sudamericana, Pacífica y Africana.

Pequeñas placas: Cocos, Nazca,Caribe, Juan de Fuca (Gorda), Filipinas, Bismark, Fiji, Salomón, Adríatica, Helénica (Egea), Iraní (Pérsica) y Arábiga.

Los bordes de placas coinciden con las zonas de mayor actividad sísmica y volcánica del planeta

Los bordes constructivos: dorsales oceánicasLas dorsales son cordilleras interconectadas que recorren los océanos. Son zonas activas donde continuamente asciende materia de la Astenosfera, estas lavas fundamentalmente basálticas se van extendiendo a ambos lados de la dorsal generándose así nueva LITOSFERA OCEÁNICA, con lo que los océanos se expanden y los continentes se separan. Por ej.: el Atlántico crea unos 2 cm./año de litosfera oceánica.

LOS BORDES DE LAS PLACAS LITOSFÉRICAS: BORDES CONSTRUCTIVOS O DIVERGENTES(I)

Los bordes de las placas LITOSFÉRICAS: Bordes constructivos o divergentes(II)

• a) Actividad volcánica: puesta de manifiesto, por la presencia de islas volcánicas, que representan en muchos puntos la emersión de la dorsal sobre el nivel del mar. Ejs.: Islandia y las Azores.

También se detecta un elevado flujo térmico en estas zonas.

• b) Movimientos sísmicos: de focos o hipocentros someros.

• c) Fenómenos orogénicos: formación de cordilleras submarinas (dorsales oceánicas).

Fenómenos geológicos asociados a las dorsales:

Los bordes de placas LITOSFÉRICAS Bordes destructivos o convergentes(I)

Los bordes destructivos: zonas de subducciónSi sólo existiese creación de litosfera oceánica, la Tierra habría aumentado de superficie, y por tanto, su radio y su volumen, y sin embargo, esto no ha sido así. Es evidente que deben existir zonas donde se produzca la destrucción de litosfera oceánica; estas zonas reciben el nombre de Zonas de Subducción.

De esta manera la suma de las velocidades de expansión en toda la Tierra serán iguales que las de subducción. En estas zonas una placa oceánica que avanza contra el borde activo de otra se dobla, introduciéndose bajo ella y descendiendo según un plano de inclinación variable. En este descenso la placa oceánica se calienta y deshidrata, acabando por incorporarse de nuevo al manto, es decir, la litosfera oceánica está en constante renovación.

Los bordes de las placas LITOSFÉRICAS Bordes destructivos o convergentes(II)

• a) Producción de Fosas Oceánicas: resultado de una acusada depresión que flanquea todo el margen de la placa descendente, en su contacto con la otra.

• b) Focos Magmáticos: La fricción producida entre las dos placas hace aumentar la Tª de los materiales que se funden y ascienden constituyendo los volcanes y plutones típicos de estas zonas.

• c) Movimientos Sísmicos: el mismos hecho de la fricción, causará dislocaciones mecánicas, traducidas en terremotos. Efectivamente los terremotos más intensos registrados en época histórica se producen en estas regiones.

• Al proyectar en un sistema de coordenadas los focos de los movimientos sísmicos, frente a la distancia al borde de la placa pasiva, los hipocentros se encuentran en un plano inclinado: ZONA ó PLANO DE WADATI-BENIOFF; que representa a la placa litosférica descendente.

• d) Procesos Orogénicos: Las zonas de subducción reciben el nombre de Bordes Destructivos ya que en ellos se destruye litosfera oceánica. También se habla de Bordes Convergentes ya que en ellos se produce choque de placas.

• En estas zonas se forman Arcos Insulares y Cordilleras Perioceánicas o Intracontinentales.

Fenómenos geológicos asociados a las dorsales:

Los bordes de las placas LITOSFÉRICAS Bordes PASIVOS o TRANSFORMANTES(I)

En ellos no se destruye ni se crea litosfera oceánica.

Son zonas de fractura que atraviesan las dorsales y que han resultado de la apertura inicial de los fondos oceánicos.

La zona de tensiones o parte activa de una "falla de transformación" sería la que se encuentra entre las crestas de las dorsales, ya que en esta región los sentidos del movimiento relativo de las crestas son opuestos.

El ejemplo más conocido es el de la falla de San Andrés sobre la cual está situada la ciudad de San Francisco. Enlaza dos segmentos de la dorsal del Pacífico Oriental y separa la placa Norteamericana, al Este, de la Pacífica, al Oeste. Su actividad es prácticamente permanente, dando lugar a numerosos terremotos en esa región.

Fenómenos geológicos asociados:

Los bordes de las placas LITOSFÉRICAS Bordes PASIVOS o TRANSFORMANTES(II)

Las corrientes de convección

La subducción de litosfera oceánica en los bordes destructivos inicia un flujo convectivo: bajan materiales fríos hacia la capa D y ascienden materiales calientes hacia las dorsales oceánicas.

Otro tipo de flujo convectivo hace que asciendan materiales calientes desde la capa D de forma errática y episódica, como borbotones. Cada burbuja origina un chorro o pluma térmica, esta asciende a través del manto y perfora la litosfera originado un punto caliente.

Expansión de los fondos oceánicos (I)

“El movimiento de los continentes son el resultado de modificaciones y procesos que ocurren en los fondos oceánicos".

Expansión de los fondos oceánicos (II)

PROCESO DE FORMACIÓN DE UNA CUENCA OCEÁNICA:

1ª ETAPA RIFT-VALLEY: La apertura comienza en una zona intracontinental. Se forma una intumescencia o abombamiento en la litosfera debido a las corrientes convectivas ascendentes localizadas debajo. El estiramiento se traduce en fracturas que al ensancharse producen fallas normales y se crea una fosa tectónica como las actuales fosas del África oriental, en esta etapa hay abundante actividad sísmica y volcánica (importante emisión de lavas). Se considera a esta etapa como embrión en la formación de un nuevo océano, a veces este proceso se aborta (Rift-Valley).

2ª ETAPA MAR ROJO: Se genera un estrecho brazo marino con zonas centrales de corteza oceánica, aunque la dorsal aún no esté completamente constituida. Los bordes continentales son escarpados, como los del rift continental

3ª ETAPA ATLÁNTICA: Es la etapa final de apertura de un océano. Viene representada por el océano Atlántico con su dorsal bien definida. En la zona central del Atlántico se encuentra el Ritf Oceánico es una gigantesca fosa tectónica submarina que recorre todo el océano de norte a sur. El valle central se encuentra a veces enmascarado pero su ancho ronda los 30 km y esta encajado entre dos cadenas montañosas que se elevan unos 2500 m. La propiedad fundamental del rift oceánico es su asociación con la doble cadena montañosa denominada dorsal oceánica. La elevación de esta dorsal se debe a la fuerte intumescencia originada por el rodillo magmático que subyace bajo ella. Esta dorsal está atravesado por fracturas perpendiculares (fallas transformantes) y en ella abunda el volcanismo subacuático.

Zonas de subducción: colisión entre placas (I)

SUBDUCCIÓN DE LITOSFERA OCEÁNICA BAJO LITOSFERA OCEÁNICA: por ejemplo placa Pacífica que desaparece por subducción al oeste y forma las islas Marianas y las Filipinas.

Esta subducción genera: - Fosas oceánica de gran profundidad.- Arcos insulares.- Actividad volcánica y sísmica.

Zonas de subducción: colisión entre placas (II)

SUBDUCCIÓN DE LITOSFERA OCEÁNICA BAJO LITOSFERA CONTINENTAL: La placa de Nazca que subduce bajo la placa de América del Sur

Esta subducción genera: - Fosas oceánica. - Cordilleras pericontinental (orógeno de borde continental activo).- Actividad volcánica y sísmica.

Zonas de subducción: colisión entre placas (III)

COLISIÓN INTERCONTINENTAL: EJEMPLO LA PLACA India que choca contra la placa Euroasiática

Ciclo de Wilson

1. Un continente se fragmenta debido a procesos que tienen

lugar en la Astenosfera bajo él.

2. A partir de la línea de fragmentación se genera litosfera

oceánica, con lo que los dos fragmentos del continente

inicial comienzan a alejarse al mismo tiempo que se crea

una cuenca oceánica entre ambos.

3. Cuando la cuenca oceánica es lo bastante antigua, sus

bordes comienzan a hundirse en zonas de subducción, en

este momento la cuenca oceánica deja de crecer.

4. Como simultáneamente, otras dorsales están actuando en

otras partes de la Tierra, los continentes pueden ser ahora

empujados en sentido contrario, con lo que la cuenca

oceánica volverá a cerrarse, colisionando los fragmentos del

continente inicial.

Vemos que mientras los continentes son permanentes, las

cuencas oceánicas se crean y se destruyen.

La teoría de la tectónica de placas es una teoría global

Actualmente el término Global se emplea, ya que, indirectamente cualquier movimiento de una placa litosférica repercute en las restantes. Además los postulados de esta teoría constituyen un cuerpo de doctrina que consigue dar explicación a la casi totalidad de los grandes fenómenos geológicos:

1. Distribución y evolución de continentes y océanos.2. Formación de cordilleras.3. Origen y distribución de los movimientos sísmicos.4. Magmatismo y Metamorfismo.5. Yacimientos minerales y petrolíferos.6. Variaciones climáticas y geográficas del pasado.7. Distribución de los seres vivos, fósiles y actuales.

Volcanes y Terremotos

Volcanes (I)

En los bordes de placa, como manifestación del calor interno de la Tierra, se producen procesos paroxísticos en los que se liberan grandes cantidad de energía. El ascenso de materiales calientes del manto y la disminución de la presión provocan la formación de magma que es una mezcla muy caliente (1000ºC) de materiales rocosos fundidos, además de ciertos gases y partículas sólidas

Los VOLCANES se forman cuando el magma sale al exterior a través de fisuras de la corteza oceánica o continental.Los volcanes se producen en: los puntos calientes, las dorsales oceánicas y las zonas de subducción

Volcanes (II)

A) VOLCANISMO EN LOS PUNTOS CALIENTES:Cuando una pluma de magma profundo y caliente alcanza la litosfera actúa como un soplete y forma un punto caliente. Hawai es un buen ejemplo de un archipiélago volcánico cuyo origen es un punto caliente.

Volcanes (III)

C) VOLCANISMO EN LAS ZONAS DE SUBDUCCIÓN:El Cinturón de Fuego del Pacífico corresponde a zonas de subducción donde hay una gran actividad volcánica. En estas zonas se pueden encontrar archipiélagos de islas en forma de arcos (arcos islas) como p. ej.: Filipinas, Japón, etc. O una cordillera volcánica como los Andes donde abundan los estratovolcanes.

B) VOLCANISMO EN LAS DORSALES OCEÁNICAS:En las dorsales oceánicas son abundantes las erupciones submarinas de carácter tranquilo y efusivo. Esta lava cuando se enfría forma nueva litosfera oceánica. En las zonas próximas a las dorsales se forman fumarolas que son fuente de vida y minerales

Terremotos (I)

Los seísmos se generan en los tres tipos de bordes de placas y se deben a la brusca liberación de energía debido a la fracturación de las rocas que cuando tras acumularse tensiones de supera su límite de elasticidad. Si se producen en tierra se denominan terremotos y si ocurren en el mar maremotos.

Las vibraciones originadas en un seísmo se propagan en forma de ondas sísmicas. El hipocentro o foco es la zona profunda donde se generan las y el epicentro el primer lugar de la superficie donde llegan. Los sismógrafos son aparatos que registran dichas ondas en los sismogramas.

Terremotos (II)

Tipos de ondas sísmicas:

- Ondas P o primarias: Son ondas de compresión son las primeras que registran los sismógrafos (son más rápidas). Se propagan por todos los medios, sólidos. Líquidos y gaseosos.

- Ondas S o secundarias: Son ondas transversales. Llegan en segundo lugar. Se propagan sólo en medios sólidos.

- Ondas L o de superficie: Son las más lentas y las que provocan los daños en infraestructuras, etc.

Terremotos (III)

Magnitud e intensidad de los seísmos:

La escala de Ritcher mide la magnitud de un terremoto es decir da una medida de la cantidad de energía liberada en el suceso. Va del 1 al 10 y es logarítmica.

La escala MSK mide la intensidad. Va del I al XII y da una medida de los efectos del seísmo sobre las personas, los objetos, construcciones, etc.