ESTRUCTURA DE LA TIERRA SEGÚN SUS DISCONTINUIDADES. Según la gráfica de la velocidad de las ondas sísmicas existen dos grandes discontinuidades en las que varía mucho dicha velocidad. Estas dos discontinuidades, llamadas de Mohorovicic y Gutemberg, dividen a la Tierra en tres grandes capas : corteza, manto y núcleo. CORTEZA . La capa más superficial, en contacto con la Atmósfera y la Hidrosfera. Su espesor es variable, de 5 a 10 Kms. en los océanos y 30 a 60 en los continentes, especialmente gruesa bajo las cadenas montañosas. La corteza representa el 1,6% del volumen total de la Tierra. La densidad media de esta capa es de 2,8 gr./c.c. La corteza está compuesta principalmente de silicatos. En unas zonas abundan los silicatos alumínicos, se llama CAPA GRANÍTICA y en otras los silicatos magnésicos, CAPA BASÁLTICA. La discontinuidad entre ambas capas granítica y basáltica se llama de Conrad. La CORTEZA OCEÁNICA está formada por una capa basáltica. La CORTEZA CONTINENTAL está formada por una capa superficial de sedimentos y rocas sedimentarias, sobre una capa granítica que se asienta encima de una capa basáltica. f) Haz un esquema que represente un corte de corteza terrestre con corteza oceánica y continental y que contenga cadenas montañosas en las que la corteza es más gruesa. MANTO: Es la capa intermedia entre la corteza y el núcleo. La discontinuidad de Mohorovicic la separa de la corteza y la discontinuidad de Gutemberg del núcleo. Ocupa desde la corteza hasta los 2.900 kms. de profundidad. Esta capa tiene una densidad media de 5,6 gr./c.c., por lo tanto es más densa que la corteza. Representa el 82% del volumen total de la Tierra. La velocidad de las ondas sísmicas en esta zona es mayor que en el resto de la Tierra, por lo tanto es la capa más rígida. El manto no es una capa homogénea, tal como hemos apreciado en las gráficas de velocidad de las ondas sísmicas, ya que se detecta una nueva discontinuidad a los 650 kms. de profundidad, que divide el manto en dos capas MANTO SUPERIOR y MANTO INFERIOR. En la zona superior del manto superior, entre los 100 y 200 kms. de profundidad, la velocidad de las ondas sísmicas disminuye, lo que nos indica que es una zona menos rígida que presenta mayor proporción de rocas fundidas. A esta zona se la llama ZONA DE BAJA VELOCIDAD DE LAS ONDAS SÍSMICAS. NÚCLEO: Es la capa central de la Tierra, desde los 2.900 Kms. hasta los 6.370 kms. de profundidad. Como hemos visto en la gráfica de velocidad de las ondas sísmicas las ondas S no penetran en el núcleo, por lo tanto deducimos que el núcleo en su parte más exterior es fluido. La densidad en el núcleo es aún mayor que en las capas anteriores, llega hasta los 14 gr./c.c., su composición es una mezcla de Níquel y Hierro. Representa el 16% del volumen total de la Tierra. A partir de la gráfica de velocidad de las ondas sísmicas apreciamos dos nuevas discontinuidades que dividen al núcleo en tres capas NÚCLEO EXTERNO, ZONAS DE TRANSICIÓN Y NÚCLEO INTERNO. El núcleo externo acaba a los 4.600 kms. de profundidad y la zona de transición ocupa desde los 4.600 Kms. hasta los 5.151 Kms. ESTRUCTURA DE LA TIERRA SEGÚN SU DINÁMICA. Según las gráficas de velocidad de las ondas sísmicas que hemos estado manejando hasta ahora, la Tierra se divide en tres grandes capas : corteza, manto y núcleo. Sin embargo cuando se estudia en la paleogeografía, la distribución de los continentes a lo largo de la historia de la Tierra, observamos que no siempre han ocupado la situación actual, se han movido a través del tiempo, se están moviendo en la actualidad. Lo que se mueve no es sólo la corteza de los continentes, sino toda la corteza y los 50 Kms. superiores del manto, formando una capa que se traslada unida. A esta capa formada por la corteza y los 50 Kms. superiores del manto, se la llama LITOSFERA. Debajo de la Litosfera los materiales del manto, entre los 100 y 200 kms. de profundidad, aunque siguen siendo sólidos, son más plásticos que el resto del manto (acuérdate de la zona de baja velocidad de las ondas sísmicas). A esta zona se la llama ASTENOSFERA y su plasticidad permite que la litosfera se desplace encima de ella. Al manto inferior, más rígido se le llama MESOSFERA y al núcleo ENDOSFERA. g) Haz un esquema de la Tierra que represente, a sus profundidades correspondientes, las distintas capas : corteza, manto inferior, manto superior, capa granítica, capa basáltica, núcleo externo, núcleo interno, litosfera, astenosfera, mesosfera, endosfera y las discontinuidades que las separan. TECTÓNICA DE PLACAS. La Tierra es un planeta que almacena en su interior gran cantidad de energía. Por la general esta energía va siendo liberada muy lentamente, y sus consecuencias pueden ser detectadas al cabo de millones de años, como sucede, por ejemplo, cuando se forma una cordillera, cambian de posición los continentes etc. Pero también esta energía puede ser liberada de forma repentina, tal es el caso de movimientos sísmicos, volcanes que entran en erupción etc. Este conjunto de procesos geológicos constituyen la mayor expresión de la dinámica de nuestro planeta. Muy recientemente se creía que procesos geológicos como terremotos, vulcanismo, formación de cordilleras, etc. eran hechos aislados. Hoy en día se pueden explicar su causas, indicando además la relación que existen entre ellos. Esto ha sido posible gracias a una teoría que interpreta de manera global los procesos geológicos que ocurren en nuestro planeta. La teoría se conoce como TECTÓNICA DE PLACAS. Según esta teoría la litosfera está dividida en placas que se mueven unas con respecto a otras, desplazándose sobre la astenosfera, la mayor actividad geológica se registra en los límites entre placas. PRUEBAS QUE APOYAN LA TEORÍA DE LA TECTÓNICA DE PLACAS. Los continentes: piezas de un gran puzzle. La idea de que los actuales continentes estuvieron en el pasado reunidos es antigua. En los siglos XVI y XVII se publicaron los primeros mapas del Mundo, observándose ya las coincidencias existentes entre las costas de África y Sudamérica. A mediados del siglo XIX, se descubrieron fósiles idénticos en Europa y Norteamérica, esto sugirió la idea de que ambos continentes debieron estar unidos en el pasado. Fue a principios del siglo XX cuando Alfred Wegener proporcionó numerosos datos con los que demostraba que los continentes habían estado formando uno solo , que denominó Pangea (del griego Pan que significa toda y geo que significa Tierra), y que comenzó a disgregarse hace unos 200 millones de años(en el Mesozoico). Al único océano existente entonces lo llamó Panthalasa (thalasa del griego mar). La hipótesis enunciada por Wegener se le dio el nombre de deriva continental. Inicialmente la hipótesis de Wegener sufrió duras críticas por una gran parte de la comunidad científica de la época. Se puede considerar que la Tectónica de placas, teoría que tanto éxito tiene en la actualidad, es el desarrollo y resultado de la hipótesis de la deriva de los continentes. En el siguiente esquema se representa el cambio de posición que han sufrido los continentes a lo largo de los últimos 200 millones de años. Si los continentes actuales estuvieron reunidos en el pasado, vamos a considerarlos piezas de un puzzle con las que trataremos de reconstruir la Pangea de Wegener en el siguiente ejercicio. a) Haz una fotocopia ampliada del mapa anterior. Colorea las zonas de selva tropical en verde y las de depósitos glaciares en azul. b) Recorta América del Sur, África junto con la península Arábiga, Antártida, Australia y, por la línea de puntos la India. Trata de encajarlos geométricamente, guiándote también por los datos que aparecen señalados en ellos. Ese gran continente que reconstruirás es la antigua Gondwana. c) ¿Qué indica la presencia de restos glaciares de hace 240 millones de años en África, América del Sur, India, Australia y Antártida?. d) ¿En qué zona climática debieron estar situados estos continentes en aquella época?. e) ¿En qué zona climática se encuentran actualmente?. Por tanto, ¿a qué conclusiones llegas?. El relieve submarino. El relieve de los continentes se conoce desde hace mucho tiempo ya que su observación y estudio resultaban asequibles, por el contrario, el relieve de los fondos oceánicos ha permanecido desconocido hasta mediados de este siglo. Antes de conocer la topografía de los fondos oceánicos, se creía que el relieve submarino estaba constituido por grandes llanuras abisales. El mapa topográfico de estas zonas mostró que era tan accidentado como las áreas continentales . En el fondo oceánico encontramos grandes elevaciones, las dorsales, y profundas depresiones, las fosas oceánicos. Observa detalladamente el mapa de los fondos marinos. a) Localiza en este dorsales y fosas oceánicas. b) ¿En qué océanos has localizado dorsales?. ¿En cuáles fosas?. Distribución de volcanes, terremotos y cadenas montañosas. Sobre el siguiente mapa mudo: a)-Localiza y señala ayudándote de un atlas 1- Volcanes activos durante recientemente. los últimos años 2-Terremotos 1 - Fuji Yama (Japón) 2 - Hecla (islandia) 3 - Santa Elena (Estado de Washington USA) 4 - Aconcagua (Argentina) 5 - Islas Azores 6 - Etna (Italia) 7 - Vesubio (Italia) 8 - Kilimanjaro (Tanzania) 9 - Mont Pelé (Martinica) 10 - Fuego (Guatemala) 1 1 - Taal (Filipinas) 12 - Kilauea (Hawai) 13 - Teide (Tenerife) 14 - Osorno (Chile) ocurridos a - Kuriles b - Alaska c - Perú d - Chile e - Japón f - Argel (Argelia) g - Van (Turquía) h - San Francisco (USA) i - Avellino (Italia) j - Managua (Nicaragua) K - Assam (India) I - Líbano m - Agadir (Marruecos) n - Kuriles o - Aleutionas p - México 3- Las siguientes cadenas montañosas, señalándolas con el siguiente símbolo - Pirineos Balcanes Himalaya Cáucaso - Alpes Atlas Montañas Rocosas Andes. b- Una vez localizados en el mapa volcanes, cordilleras y terremotos, ¿a qué conclusiones llegas?. Compara su distribución con el mapa que aparece en la página siguiente. Haz una transparencia superponiéndolo con el que tu has elaborado. c)- La Teoría de Tectónica de Placas explica que la mayor parte de los procesos geológicos (vulcanismo, terremotos, etc.) se producen en los límites entre las placas litosféricas. Teniendo en cuenta dónde has localizado estos procesos en el mapa, traza sobre éste, con una línea, los posibles límites entre las placas. CONTACTO ENTRE PLACAS. Ya sabes que la litosfera está dividida en grandes placas que se mueven unas respecto de otras, deslizándose sobre la astenosfera. En el siguiente mapa se muestran los límites y movimientos relativos de las placas actuales. a)- Compara los límites de placas que tú has trazado en el ejercicio anterior con los reales. Observa las zonas de contacto de placas. ¿Qué tipos de contactos es posible diferenciar? b)- Teniendo en cuenta que las placas litosféricas son distintas en cuanto a estructura y extensión, señala las diferencias que existen entre la placa de Nazca y: - La placa Pacífica - La placa Sudamericana. c)- ¿Qué placas litosféricas son exclusivamente oceánicas?, ¿Cuáles están formadas por una parte oceánica y otra continental (mixtas)?, ¿Qué tipo de placas predominan?. d)- ¿Cómo se mueven entre sí las placas?: - Nazca y Pacífica. Euroasiática y Pacifica. Nazca y Sudamericana. Euroasiática e Indoaustraliana. Euroasiática y Norteamericana. e)- Define los siguientes términos: - Dorsal oceánica: - Zona de subducción: LOS MOVIMIENTOS DE LAS PLACAS LITOSFÉRICAS. Dos placas litosféricas se pueden mover entre sí de tres formas diferentes: ALEJÁNDOSE, ACERCÁNDOSE y DESLIZÁNDOSE LATERALMENTE . ALEJÁNDOSE El límite entre dos placas que se separan corresponde a una DORSAL OCEÁNICA. Estas se presentan como accidentes del fondo oceánico con un trazado lineal, que se elevan una altura media de 3000 m. sobre las llanuras abisales y que se extienden a lo largo de los grandes océanos conectadas entre sí, con una longitud de 64.000 Km. En la parte central de una dorsal oceánica hay un conjunto de fracturas que forman un amplio surco denominado riftvalley (grieta-surco), por el que fluye material fundido (magma) procedente de la astenosfera, que al llegar a la superficie se adosa a las placas que limita la dorsal, desplazando lateralmente a éstas. El magma, que al aflorar a la superficie recibe el nombre de lava, se solidifica formando rocas basálticas que constituyen nueva litosfera oceánica. La formación de litosfera oceánica en las dorsales, y en consecuencia la separación de las placas, se traduce en una progresiva expansión del fondo oceánico. Las dorsales oceánicas coinciden con bordes de placas litosféricas, y como en este lugar se están creando nuevas rocas que se unen a las placas, se les da el nombre de bordes constructivos. Las tensiones que genera la separación entre placas hace que la litosfera al ser rígida se fracture, lo que es causa de terremotos. Así mismo, la formación de magma en la astenosfera se manifiesta en una gran actividad volcánica. Obsérvense los siguientes esquemas: a) Haz una interpretación de cada uno. b)- ¿Cuál de los fenómenos siguientes es el verdadero? - La separación de América del Norte y Europa provoca la expansión del Atlántico. - Es la expansión del Atlántico lo que hace que Norteamérica y Europa se alejen. c)- ¿Por qué se produce la expansión del fondo oceánico? d)-¿Cuál es la razón de que las rocas más antiguas del fondo marino sean las más alejadas de la dorsal?. ACERCÁNDOSE Si la expansión del fondo oceánico supone la creación de litosfera oceánica, y dado que la superficie de la Tierra ha permanecido constante, resulta evidente que deben existir zonas en las que se destruye la litosfera oceánica son las denominadas zonas de subducción. Este tipo de límite de placas, en el que se destruye litosfera, denominado zona de subducción, se presenta cuando al menos una de las placas que colisiona es oceánica. En las zonas de subducción, la litosfera oceánica se dobla y hunde (subduce), bajo la placa con la que colisiona. A lo largo de la zona en que se enfrentan ambas placas, se forma una profunda depresión llamada fosa oceánica, que es el resultado de doblarse y hundirse la litosfera oceánica. Las fosas pueden alcanzar incluso más de 11 km. de profundidad y se extienden por el fondo del océano a lo largo de miles de kilómetros. Consideremos los siguientes límites de placas que se acercan: 1) Colisionan litosferas oceánicas de dos placas. Cuando ocurre esto, una de ellas subduce bajo la otra. El esfuerzo que supone el doblarse y hundirse la placa produce fracturaciones que son la causa de los terremotos. El calor que genera la fricción entre dos placas al subducir una de ellas, provoca la fusión parcial de la placa que subduce, dando lugar a magmas que salen a la superficie (extruyen) a través de las fracturas que se han producido en la otra placa, originándose así arcos de islas volcánicas. Estos bordes, donde existe destrucción de litosfera oceánica, se denominan bordes destructivos. Observa el mapa de los fondos oceánicos y el de los límites de placas: a) Nombra varios archipiélagos que bordeen fosas oceánicas. b) Indica qué placas limitan en cada uno de los casos encontrados. c) Explica el origen y la actividad geológica en el archipiélago de Japón. d)¿Qué procesos geológicos ocurrirán en las zonas de subducción?. 2) Colisionan litosfera oceánica de una placa con la continental de otra. La litosfera oceánica, por ser más densa, subduce bajo la continental, más ligera y gruesa. El límite entre ambas placas es también una zona de subducción, que como en el caso anterior lleva asociada la formación de una fosa oceánica y la existencia de terremotos, así como el origen de magmas. Estos magmas pueden extruir a través de la placa continental, dando lugar a volcanes. La presión desarrollada por la colisión de las dos placas, deforma el margen de la litosfera continental, que se engrosa, formando una cordillera perioceánica o de borde continental. El proceso de formación de montañas recibe el nombre de orogenia. Observando el mapa de los fondos oceánicos y el de los límites de placas: a) Localiza la cordillera de los Andes e indica qué placas limitan en esa zona, así como cuál de ellas es la que subduce. b) Explica el origen y la actividad geológica de la cordillera de los Andes. 3) Cuando litosféricas. colisionan las partes continentales de dos placas Al tener las dos el mismo grosor y la misma densidad ninguna de ellas subduce. De esta colisión resulta la formación de una cordillera intracontinental. Observando el mapa de los fondos oceánicos y el de los límites de placas: a) Busca zonas de colisión de continentes e indica qué cordilleras intracontinentales se encuentran en ellas. b) Explica el origen de la cordillera del himalaya y la actividad geológica en esa zona. DESLIZAMIENTO LATERAL. El límite entre dos placas litosféricas a lo largo del cual una se desliza respecto de la otra se conoce como falla de transformación. En estas zonas se registra gran actividad sísmica por la fricción producida al rozar entre sí las placas, un ejemplo es la falla de S. Andrés en California, mediante la cual la placa pacífica se desliza respecto a la americana. ¿CUÁL ES LA CAUSA DEL MOVIMIENTO DE LAS PLACAS?. Como hemos visto en las actividades 2 y 5, la litosfera, capa rígida y más superficial de la Tierra, está dividida en un conjunto de placas que se mueven sobre la astenosfera. a- ¿Cómo es la consistencia de la astenosfera?. b- ¿Qué tiene que ocurrir a nivel de la astenosfera para que las placas, que descansan sobre esta, se desplacen?. Propón un modelo que explique el movimiento de las placas. c- Mediante un dibujo explica el movimiento de las placas litosféricas. Considera las siguientes zonas: - Litosfera. - Astenosfera. - Manto. - Dorsal oceánica. - Zona de Subducción d- Te proponemos que leas el siguiente texto: Origen del movimiento de las placas litosféricas: Hemos estudiado que la litosfera, capa rígida y más superficial de la Tierra, está dividida en placas que se mueven sobre la astenosfera. Es en la astenosfera donde se halla la causa del movimiento de las placas litosféricas. ¿Cómo es la astenosfera para permitir el movimiento de las placas sobre ella?. Como recordarás, la astenosfera aunque es sólida, como lo indica el que las ondas S se propagan a traves de ella, es plástica, sobre todo en su parte superior. Esta plasticidad permite que los materiales fluyan muy lentamente, a escala de tiempos geológicos. Los materiales de la astenosfera, al moverse, arrastran las placas litosféricas. Al deducir cuáles son los valores de las temperaturas a distintas profundidades en la astenosfera, se ha llegado a la conclusión de que se distribuyen de manera que debajo de las dorsales la temperatura aumenta rápidamente; mientras que bajo las zonas de subducción la temperatura es menor que la que correspondería a esas profundidades. Esta distribución de las temperaturas parece estar relacionada con la existencia de un flujo de materia. El material caliente asciende bajo las dorsales, una parte se funde y extruye a traves de ellas, el resto se mueve bajo la litosfera, arrastrando consigo las placas. Al encontrarse este material más cerca de la superficie va perdiendo calor y comienza a descender. Donde dos corrientes frías convergen se produce una zona de subducción. El movimiento de los materiales en la astenosfera tiene lugar en forma de corrientes de convección. (AA.W. GEOLOGIA. Grupo Quercus. Edit. AKAL, Madrid, 1992.)