Dinámica de la corteza terrestre

1
Secuencia didáctica 2 Dinámica de la Corteza terrestre.
LA TEORÍA DE LA DERIVA CONTINENTAL
En el periodo entre 1908 y 1912, las teorías de la deriva continental fueron propuestas por el geólogo y
meteorólogo alemán Alfred Wegener (1880-1930). Wegener, defendió la teoría de la deriva de los
continentes en una época en que los medios tecnológicos para demostrarla no se habían desarrollado
todavía. Fue profesor de meteorología en la Universidad de Graz desde 1924 hasta 1930.
Esto sugiere que los continentes estuvieron unidos en el pasado formando un supercontinente llamado
Pangea (en idioma griego significa "todas las tierras") que se fragmentó durante el período Pérmico,
originando los continentes actuales.
A partir de diversas evidencias, renovó la idea de que todos los continentes estuvieron en un momento
dado unidos en una gran área de tierra que él llamo Pangea. Más tarde sostuvo que ese supercontinente
habría comenzado a dividirse hace aproximadamente 200 millones de años en dos partes: una norte que
él llamo Laurasia, y una sur llamada Gondwana por el geólogo austríaco Eduard Suess.
Las teorías de Wegener, descritas en “El origen de los continentes y de los océanos” (1915), no fueron
corroboradas por los científicos hasta 1960, cuando la investigación oceanográfica reveló el fenómeno
conocido como expansión del fondo del mar, atribuida al geólogo norteamericano Harry Hammond Hess.
Wegener descubrió que las placas continentales se rompen, se separan y chocan unas con otras.
Estas colisiones deforman los sedimentos geosinclinales creando las cordilleras de montañas futuras. Los
trabajos geofísicos sobre la densidad de la Tierra y las observaciones de los petrólogos habían mostrado
con anterioridad que la corteza terrestre se compone de los materiales bien distintos: el sima, formado
por silicio y magnesio, por lo general basáltica y característica de la corteza oceánica; y el sial, de silicio
y aluminio, por lo general granítica y característica de la corteza continental.
Wegener creía que las placas continentales sial se deslizaban sobre la corteza oceánica sima como hacen
los icebergs en el océano. Después los geólogos descubrieron la llamada astenosfera, capa semisólida,
situada en el manto terrestre debajo de la corteza, a profundidades entre 50 y 150 km. Para Wegener, las
causas de la deriva continental se podían deber a diversas causas como: la fuerza centrifuga de la tierra,
el efecto de las mareas y a la fuerza polar, que hacía que los continentes se desplazaran desde los polos
al Ecuador.
La teoría de expansión del piso oceánico fue propuesta hacia la mitad del siglo XX y está sustentada en
observaciones geológicas y geofísicas que indican que las cordilleras meso-oceánicas funcionan como
centros donde se genera nuevo piso oceánico conforme los continentes se alejan entre sí. Esto fue
propuesto por John Tuzo Wilson.
PRUEBAS O EVIDENCIAS DE LA DERIVA CONTINENTAL
Pruebas paleontológicas. Se hallaron fósiles de un mismo helecho de hoja caduca en Sudamérica,
Sudáfrica, Antártida, India y Australia. Así como fósiles del reptil Lystrosauros en Sudáfrica, India y
Antártida, y fósiles de Mesosauros en Brasil y Sudáfrica. Esto indicaba que tanto esta fauna como la flora
pertenecían a unas mismas zonas comunes que se irían distanciando con el paso del tiempo, claro está,
con el deslizamiento de los continentes.
Pruebas geológicas. Por un lado, el ajuste de los bordes de la plataforma continental entre los
continentes africano y sudamericano, esto es, que encajaban el uno con el otro. Por otro lado, la
continuación de las cadenas montañosas en el continente sudamericano y en el africano, hoy en día
separadas por el océano Atlántico. Y por último, la continuación de las cadenas montañosas europeas y
norteamericanas. Actualmente separadas por el océano Atlántico.
Pruebas paleomagnéticas. Se puede saber cuál era la posición de los continentes con respecto a los polos,
atendiendo al magnetismo procedente de la composición de sus rocas. De esta forma, observando los
trazados magnéticos se llego a la conclusión de que hubo con anterioridad una conglomeración de los
continentes actuales.
2
Pruebas paleoclimáticas. La presencia de un mismo modelo erosivo en distintos continentes, da pie a
pensar, que todos ellos permanecieron en el pasado unidos ya que poseían el mismo clima. Por ejemplo,
los mismos depósitos morrénicos en Sudáfrica, Sudamérica, India y Australia.
Distribución actual de los seres vivos. Después de la fragmentación de los continentes, se han encontrado
especies que poseen características iguales, en determinados continentes, con la única diferencia de que
éstas han ido evolucionando según su nuevo entorno. Por ejemplo, el caracol de jardín encontrado tanto
en Norteamérica como en Eurasia.
TECTÓNICA DE PLACAS
La tectónica de placas (del griegoτεκτων, tekton, "el que construye") es una teoría geológica que explica
la forma en que está estructurada la litósfera (la porción externa más fría y rígida de la Tierra).
La teoría da una explicación a las placas tectónicas que forman la superficie de la Tierra y a los
desplazamientos que se observan entre ellas en su deslizamiento sobre el manto terrestre fluido, sus
direcciones e interacciones.
También explica la formación de las cadenas montañosas (orogénesis).
Así mismo, da una explicación satisfactoria de por qué los terremotos y los volcanes se concentran en
regiones concretas del planeta (como el cinturón de fuego del Pacífico) o de por qué las grandes fosas
submarinas están junto a islas y continentes y no en el centro del océano.
Las placas tectónicas se desplazan unas respecto a otras con velocidades del orden de 2,5 cm/año por lo
que interaccionan unas con otras a lo largo de sus fronteras o límites provocando intensas deformaciones
en la corteza y litósfera de la Tierra, lo que ha dado lugar a la formación de grandes cadenas montañosas
(verbigracia los Andes y Alpes) y grandes sistemas de fallas asociadas con éstas (por ejemplo, el sistema
de fallas de San Andrés). El contacto por fricción entre los bordes de las placas es responsable de la
mayor parte de los terremotos. Otros fenómenos asociados son la creación de volcanes (especialmente
notorios en el cinturón de fuego del océano Pacífico) y las fosas oceánicas.
Estas, junto a otro grupo más numeroso de placas menores se mueven unas contra otras. Se han
identificado tres tipos de bordes: convergente (dos placas chocan una contra la otra), divergente (dos
placas se separan) y transformante (dos placas se deslizan una junto a otra).
La teoría de la tectónica de placas se divide en dos partes, la de deriva continental, propuesta por Alfred
Wegener en la década de 1910, y la de expansión del fondo oceánico, propuesta y aceptada en la década
de 1960, que mejoraba y ampliaba a la anterior. Desde su aceptación ha revolucionado las ciencias de la
Tierra, con un impacto comparable al que tuvieron las teorías de la gravedad de Isaac Newton y Albert
Einstein en la Física o las leyes de Kepler en la Astronomía.
ORIGEN DE LAS PLACAS TECTÓNICAS
Se piensa que el origen de las placas se debe a corrientes de convección en el interior del manto, las
cuales fragmentan a la litósfera. Las corrientes de convección son patrones circulatorios que se presentan
en fluidos que se calientan en su base. Al calentarse la parte inferior del fluido se dilata.
Así, en zonas donde dos placas se mueven en direcciones opuestas (como es el caso de la placa Africana y
de Norte América, que se separan a lo largo de la cordillera del Atlántico) las corrientes de convección
forman nuevo piso oceánico, caliente y flotante, formando las cordilleras meso-oceánicas o centros de
dispersión. Conforme se alejan de los centros de dispersión las placas se enfrían, tornándose más densas y
hundiéndose en el manto a lo largo de zonas de subducción, donde el material litosférico es fundido y
reciclado. La tectónica de placas tiene su origen en dos teorías que le precedieron: la teoría de la deriva
continental y la teoría de la expansión del fondo oceánico.
La teoría de la tectónica de placas fue forjada principalmente entre los años 50 y 60 y se le considera la
gran teoría unificadora de las Ciencias de la Tierra, ya que explica una gran cantidad de observaciones
geológicas y geofísicas de una manera coherente y elegante.
3
TIPOS DE PLACAS
Las placas litosféricas son esencialmente de dos tipos, en función de la clase de corteza que forma su
superficie.
Placas oceánicas. Son placas cubiertas íntegramente por corteza oceánica, delgada y de composición
básica. Aparecerán sumergidas en toda su extensión, salvo por la presencia de edificios volcánicos
intraplaca, de los que más altos aparecen emergidos, o por arcos de islas en alguno de sus bordes. Los
ejemplos más notables se encuentran en el Pacífico: la placa Pacífica, la placa de Nazca, la placa de
Cocos y la placa Filipina.
Placas mixtas. Son placas cubiertas en parte por corteza continental y en parte por corteza oceánica. La
mayoría de las placas tienen este carácter. Para que una placa fuera íntegramente continental tendría
que carecer de bordes de tipo divergente (dorsales) en su contorno. En teoría esto es posible en fases de
convergencia y colisión de fragmentos continentales, y de hecho pueden interpretarse así algunas
subplacas de las que forman los continentes.
LÍMITES DE PLACAS
Son los bordes de una placa y es aquí donde se presenta la mayor actividad tectónica (sismos, formación
de montañas, actividad volcánica), ya que es donde se produce la interacción entre placas. Hay tres
clases de límite:
1.- Límite divergente o constructivo (las dorsales):
Son límites en los que las placas se separan unas de otras y, por lo tanto, emerge magma desde regiones
más profundas (por ejemplo, la dorsal mesoatlántica formada por la separación de las placas de Eurasia y
Norteamérica y las de África y Sudamérica).
Corresponden al medio oceánico, que, de manera discontinua, se extiende a lo largo del eje de las
dorsales. La longitud de estas dorsales es de unos 65 000 km. La parte central de la dorsal está
constituida por un amplio surco denominado valle de rift, por el cual desde el manto asciende magma y
provoca actividad volcánica lenta y constante.
2.- Límite convergente o destructivo:
Son límites en los que una placa choca contra otra, formando una zona de subducción (la placa oceánica
se hunde bajo de la placa continental) o un cinturón orogénico (si las placas chocan y se comprimen). Son
también conocidos como "bordes activos". Hay dos casos muy distintos:
+Límites de subducción o colisión. Una de las placas se dobla, con un ángulo pequeño, hacia el interior
de la Tierra, introduciéndose por debajo de la otra.
+Límites de fricción. Es como llamamos a la situación en que dos placas aparecen separadas por un
tramo de falla transformante. Las características de los bordes convergentes dependen del tipo de
litosfera de las placas que chocan:
Cuando una placa oceánica (más densa) choca contra una continental (menos densa) la placa oceánica es
empujada debajo, formando una zona de subducción. En la superficie, la modificación topográfica
consiste en una fosa oceánica en el agua y un grupo de montañas en tierra.
Cuando dos placas continentales colisionan (colisión continental), se forman extensas cordilleras
formando un borde de obducción. La cadena del Himalaya es el resultado de la colisión entre la placa
Indoaustraliana y la placa Euroasiática.
3.-- Límite transformante o conservativo.
Son límites donde los bordes de las placas se deslizan una con respecto a la otra a lo largo de una falla de
transformación. El movimiento de las placas a lo largo de las fallas de transformación puede causar
considerables cambios en la superficie, especialmente cuando esto sucede en las proximidades de un
asentamiento humano. Un ejemplo de este tipo de límite es la falla de San Andrés, ubicada en el Oeste
de Norteamérica, que es una de las partes del sistema de fallas producto del roce entre la placa
Norteamericana y la del Pacífico.
Las zonas de las placas contiguas a los límites, los bordes de placa, son las regiones de mayor actividad
geológica interna del planeta. En ellas se concentran:
4
El vulcanismo. La mayor parte del vulcanismo activo se produce en el eje de las dorsales, en los límites
divergentes, pero al ser submarino y de tipo fluidal, poco violento, pasa muy desapercibido.
La orogénesis, es decir, el levantamiento de montañas. La orogénesis acompaña a la convergencia de
placas, tanto donde hay subducción, donde se levantan arcos volcánicos y cordilleras, como los Andes,
ricas en volcanes.
La sismicidad. Existen terremotos intraplaca, originados en fracturas en las regiones centrales y
generalmente estables de las placas; pero la inmensa mayoría se producen en bordes de placa. Algunos
terremotos importantes, como el terremoto de San Francisco de 1906, se originan en límites de fricción.
Los terremotos más importantes de las dorsales son los que se producen en donde las fallas
transformantes actúan como límite entre placas.
GRAVIMETRÍA: LA ISOSTASIA
La gravimetría es la ciencia que estudia la gravedad. En nuestro caso nos interesa la gravedad terrestre,
y particularmente la caída libre y la isostasia.
La isostasia es la condición de equilibro que presenta la superficie terrestre debido a la diferencia de
densidad de sus diferentes partes. Se resuelve en movimientos verticales (epirogénicos) y está
fundamentada en el principio de Arquímedes.
Se enuncia: la corteza flota sobre el manto como un iceberg en el océano; o, el sial flota sobre el sima
como un iceberg en el océano.
El principio básico es que para que un cuerpo flote sobre otro este debe ser más denso, con lo que se
sitúa debajo. El material que flota se hunde en un porcentaje variable, pero siempre tiene parte de él
emergido.
El equilibrio isostático puede romperse por un movimiento tectónico o eldeshielo de una capa de hielo. La
isostasia es fundamental para el relieve de la Tierra.
Los continentes son menos densos que el manto, y también que la corteza oceánica. Cuando la corteza
continental se pliega acumula gran cantidad de materiales en una región concreta. Terminado el ascenso
comienza la erosión. Los materiales se depositan, a la larga, fuera de la cadena montañosa, con lo que
esta pierde peso y volumen.
5
6
7
BORDE DIVERGENTE O CONSTRUCTIVO
BORDES CONVERGENTES O DESTRUCTIVOS
8
BORDE TRANSFORMANTE O CONSERVATIVO