A) LÍMITES divergentes O BORDES

TEMA 12.- LA DINÁMICA LITOSFÉRICA
1.- La temperatura en el interior de la Tierra
2.- Teoría de la Tectónica de Placas
2.1. Introducción
2.2. El movimiento de las placas tectónicas
a) Límites divergentes
b) Límites convergentes
Convergencia continental-oceánica
Convergencia oceánica-oceánica
Convergencia continental-continental
c) Límites transformantes
2.3. Actividad en el interior de las placas
2.4. El motor de las placas litosféricas
2.5. El ciclo de Wilson
2.6. Distribución de volcanes y terremotos
2.7. Isostasia
EJERCICIOS
ANEXO I.- Bases de la teoría de la tectónica de placas
1
Los procesos geológicos internos son aquellos que tienen su origen
en el calor interno de la Tierra y son los responsables de fenómenos tan
importantes como los volcanes, los terremotos, la deriva continental, la
formación y la destrucción del fondo marino, la formación de las montañas,
los pliegues y las fallas, etc.
1.- LA TEMPERATURA EN EL INTERIOR DE LA TIERRA
Se ha observado que conforme se penetra en el interior del planeta, la
temperatura va aumentando. A este aumento se le denomina gradiente
geotérmico.
Su valor
medio es de 3º C cada 100
m hasta una profundidad
de 200 Km. después el
incremento es pequeño. Se
ha
calculado
que
la
temperatura en el centro
de la Tierra es de unos
6.000º C
El calor interno se debe
principalmente
a
dos
factores:


La desintegración de elementos radiactivos en el interior del
planeta, principalmente en las capas graníticas de la corteza
continental.
El calor primordial producido durante el período de formación de la
Tierra por los choques de planetesimales y meteoritos.
La cantidad de calor emitido desde el interior de la Tierra, denominado
flujo térmico, no es uniforme en toda la superficie siendo más elevado en
las dorsales oceánicas y en las zonas de mayor actividad geológica
(volcanes y terremotos), mientras que es menor en las zonas más estables
del planeta.
El calor interno de la Tierra se propaga hacia el exterior mediante tres
mecanismos:



Radiación. Mecanismo de transmisión de la
energía sin soporte físico, en forma de ondas
caloríficas.
Conducción térmica. Proceso por el cual se
transmite energía térmica directamente entre
dos cuerpos en contacto, pasando calor del
cuerpo más caliente al más frío (en sentido
ascendente, en el caso del interior de la Tierra).
Convección. Un fluido cuando se calienta tiende
a moverse en corrientes circulares llamadas
corrientes de convección, debido a las diferencias
de temperatura y de densidad en las distintas zonas del mismo.
2
Las investigaciones recientes apuntan a que existen corrientes de
convección en el manto que podrían ser la causa principal del movimiento
de las placas litosféricas.
2.- TEORIA DE LA TECTONICA DE PLACAS
2.1.- INTRODUCCIÓN
La teoría de la tectónica de placas se puede resumir en las
siguientes ideas básicas:
1. La litosfera no es una capa de una sola pieza, sino un conjunto de
fragmentos rígidos en movimiento denominados placas litosféricas.
Existen siete grandes placas litosféricas: Euroasiática, Africana,
Indoaustraliana, Pacífica, Norteamericana, Suramericana y Antártica.
Entre ellas se sitúan una docena de placas de menor tamaño (Nazca,
Caribe, Cocos, Arábiga y Filipina, etc)
2. Las placas litosféricas se desplazan sobre la astenosfera a una
velocidad que oscila entre 1 y 18 cm. /año. La causa de estos
movimientos se atribuye a las corrientes de convección del manto,
debidos a su vez al calor interno de la Tierra.
3. Los límites o bordes de las placas litosféricas pueden ser de tres tipos:

Límites divergentes o constructivos en los que las placas se
separan, corresponden a las dorsales oceánicas y en ellos se genera
nueva litosfera oceánica.
3


Límites convergentes o destructivos en los que las placas se
acercan, corresponden a las zonas de subducción y en ellos se
destruye litosfera.
Límites transformantes o pasivos en los que una placa se desplaza
lateralmente con respecto a otra, corresponden a las fallas
transformantes y en ellos no se crea ni se destruye litosfera.
4. La litosfera oceánica se renueva continuamente, mientras que la
litosfera continental tiene un carácter más permanente. La formación de
nueva litosfera en las dorsales y su destrucción en las zonas de
subducción explica que la antigüedad de los fondos oceánicos sea
siempre inferior a 200 millones de años, mientras que en los
continentes se han encontrado rocas de hasta 4.000 millones de años.
5. La teoría de la tectónica de placas explica de una manera global
fenómenos tan diversos como son la formación de montañas
(orogenia), la deriva continental, la expansión del fondo marino,
los volcanes, los terremotos, las fosas marinas, y la formación de
pliegues y fallas
2.2.- EL MOVIMIENTO DE LAS PLACAS TECTÓNICAS
Las placas tectónicas pueden moverse unas con respecto a otras
acercándose, alejándose o deslizándose lateralmente. Dependiendo del tipo
de movimiento se puede considerar que los límites o bodes de las placas
pueden ser de tres tipos diferentes:
A. Límites divergentes o constructivos
B. Límites convergentes o destructivos
C. Límites transformantes o pasivos.
A) LÍMITES DIVERGENTES O BORDES CONSTRUCTIVOS
En los límites de las placas que se separan se forma una enorme grieta que
recibe el nombre de rift, cuya anchura oscila entre 25 y 50 Km. En estas
zonas, el magma de la astenosfera asciende y al salir al exterior se enfría y
se acumula a los lados del rift formando las cordilleras submarinas o
dorsales oceánicas. Los materiales de la astenosfera que salen a través
del rift se incorporan al fondo oceánico haciendo que este se expanda, de
manera que las dorsales son los lugares en que se genera nueva
litosfera oceánica a partir de materiales procedentes del manto.
Las diferentes dorsales se pueden considerar como partes de una dorsal
única que recorre el océano Atlántico de norte a sur, donde se bifurca hacia
el océano Índico y hacia el océano Pacífico superando en conjunto los
60.000 Km. de longitud, con una altura media de 3.000 metros.
En algunos puntos las dorsales alcanzan una altura superior al nivel del
mar, constituyendo islas volcánicas, como es el caso de Islandia y las
Azores en la dorsal atlántica.
4
Periódicamente, la dorsal se encuentra
interrumpida por fracturas transversales:
son las fallas transformantes La causa
de estas fracturas parece ser la distinta
velocidad de desplazamiento de los
diferentes sectores de las placas.
Los bordes divergentes no se producen únicamente en los fondos oceánicos,
sino que pueden formarse en el interior
de los continentes. Un ejemplo de
bordes divergentes en formación en el
interior de un continente lo encontramos
en el extremo oriental de África, donde
se aprecia con claridad una zona de
distensión
que
ha
provocado
la
formación de grandes lagos (Tanganika)
y volcanes (Kilimanjaro).
Esta zona forma un amplio valle de unos
3.000 Km. de longitud y hasta 60 Km.
de anchura que recibe el nombre de Rift
Valley
Africano
y
se
considera
prolongación del que hace unos 10
millones de años determinó la apertura
del mar Rojo, separando la península
arábiga del continente africano. Con el
paso del tiempo el Rift Valley Africano seguirá ensanchándose, hasta formar
un océano con una dorsal en su centro y el continente africano quedará
dividido en dos continentes.
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B) LÍMITES CONVERGENTES O BORDES DESTRUCTIVOS
Son límites entre dos placas que se aproximan. En ellos se lleva a cabo la
subducción de la litosfera.
Se denomina subducción al proceso por el que una placa litosférica se
introduce debajo de otra de menor densidad. Como consecuencia de la
subducción se destruye litosfera oceánica, y se hace a un ritmo tal que
equilibra, a escala planetaria, la cantidad de litosfera generada en las
dorsales. Las zonas de subducción presentan gran actividad sísmica
(debido a las tensiones que se generan por el choque de las placas) y
volcánica (debido a la formación de magma al calentarse los materiales de
la placa que subduce)
Según la naturaleza continental u oceánica de las placas implicadas se
diferencian tres casos de convergencia: continental-oceánica, oceánicaoceánica y continental-continental.
 Convergencia continental-oceánica
La placa oceánica es más densa y se hunde bajo la continental, proceso que
recibe el nombre de subducción, produciéndose una pérdida de suelo
oceánico y la formación de una fosa oceánica.
Por otra parte, la presión que ejerce la placa oceánica sobre la continental
provoca la formación de plegamientos en el borde del continente que dan
lugar a cordilleras pericontinentales, paralelas a la costa. El hundimiento
de la placa oceánica provoca la formación de magma hidratado, el cual
asciende y hace que se produzca una intensa actividad volcánica en la
cordillera.
Un ejemplo de cordillera pericontinental es la cordillera de los Andes, que
se formó en el límite entre la placa pacífica de Nazca con la placa
sudamericana.
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El fenómeno de subducción se produce a favor de un plano, el plano de
Benioff, de inclinación variable, donde se localizan los hipocentros de
los seismos y las cámaras magmáticas de los volcanes asociados a
este fenómeno. Por tanto, mientras más lejos de la zona de subducción se
encuentre el epicentro de un terremoto, más profundo se encontrará el foco
sísmico o hipocentro.
 Convergencia oceánica-oceánica
La placa de mayor densidad se hunde bajo la otra (subduce), dando lugar a
una fosa oceánica.
El descenso de materiales procedentes
del fondo del mar aporta agua al magma,
por lo que se forman bolsas de magma
hidratado. El magma hidratado asciende
y provoca erupciones volcánicas que
originan arcos de islas volcánicas.
Estos arcos insulares están bordeados de
profundas
fosas,
formadas
como
consecuencia de la subducción, y en ellos
son frecuentes los fenómenos sísmicos
con focos en el plano de Benioff como en
el caso anterior
Un ejemplo de arco insular asociado a este tipo de subducción se encuentra
en el Pacífico, las islas del Japón se originaron en el límite entre la placa
pacífica y la litosfera oceánica de la placa eurasiática. Otros ejemplos son
las islas Marianas y las Aleutianas en el extremo de Alaska.
 Convergencia continental-continental
Si la placa que subduce tiene un tramo
oceánico y otro continental tras él, una vez
que se ha introducido toda su litosfera
oceánica el mar que había entre ellos
desaparece y se produce el encuentro de las
masas continentales.
Puesto que las cortezas continentales tienen
una densidad similar, cesa la subducción. La
presión entre las dos placas continentales
produce pliegues en la zona de colisión, que
dan lugar a cordilleras intracontinentales.
El choque de dos placas continentales con la formación de una cordillera
recibe el nombre de obducción. Éste es el caso del Himalaya, que se
originó en el límite entre la placa indoaustraliana y la placa eurasiática.
Otros ejemplos de cadenas montañosas formadas de esta manera son los
Pirineos y los Alpes.
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C) LÍMITES TRANSFORMANTES O BORDES PASIVOS
Además de dorsales y zonas de subducción, las placas litosféricas pueden
tener un tercer tipo de margen en el que se produce un desplazamiento
lateral de una placa con respecto a otra. En estos límites de placa no se
crea ni se destruye litosfera, por lo que también se denominan bordes
conservativos.
La tensión entre las placas y el
continuo roce hacen que en estas
zonas se produzcan grandes fallas:
son las fallas transformantes, como es
el caso de la falla de San Andrés
(California) en el límite entre la placa
norteamericana y la región norte de la
placa pacífica.
Las
fallas
transformantes
se
caracterizan
por
una
actividad
sísmica de gran intensidad, debida a
la gran cantidad de energía que libera
el rozamiento entre las dos placas implicadas.
2.3. ACTIVIDAD EN EL INTERIOR DE LAS PLACAS
Además de los procesos geológicos que se producen en los límites de las
placas, también existen manifestaciones de la dinámica interna que se dan
en el interior de las placas litosféricas. Estos procesos geológicos se
producen en los llamados puntos calientes y en las fracturas intraplaca.
Los geólogos creen que un punto caliente tiene su origen en una anomalía
térmica en el límite núcleo-manto, que produce el ascenso de una pluma
térmica de materiales muy calientes, sólidos pero muy plásticos, a través
del manto y hacia la litosfera. Cuando este chorro de material ascendente
alcanza la litosfera se funde y provoca la fusión de las rocas de la región,
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formando magmas. Si las rocas fundidas atraviesan
la litosfera oceánica aparecen islas volcánicas.
Debido a que el punto caliente está fijo y sobre él se
mueve la placa litosférica, el resultado es la
formación de un archipiélago lineal. Las islas más
antiguas, que ya están lejos del punto caliente, no
tienen volcanes activos. Por el contrario, las más
jóvenes, más próximas al punto caliente presentan
un vulcanismo activo. Un ejemplo de este tipo de
archipiélagos son las islas Hawai.
Por otra parte, en el interior de las placas litosféricas
pueden aparecen fracturas a través de las cuales
puede salir material magmático y dar lugar a
fenómenos volcánicos. Éste es el caso de las islas
Canarias y de las islas de Cabo Verde, que se han
formado a partir de grietas en el interior de la parte
oceánica de la placa africana.
2.4. EL MOTOR DE LAS PLACAS LITOSFÉRICAS.
Actualmente, el movimiento de las placas litosféricas se explica por las
corrientes de convección del manto y el tirón de las zonas de
subducción.
Las ramas ascendentes de las
corrientes de convección se
deben al ascenso de penachos
térmicos (material caliente y
fundido) desde la base del
manto. Estos penachos térmicos
suben hasta la litosfera dando
lugar a las dorsales. Las ramas
descendentes coinciden con las
zonas de subducción, cerrando
de esta manera las corrientes
cíclicas.
En cuanto al tirón de las zonas
de subducción, los estudios más
recientes apuntan a que una vez iniciada la subducción en las fosas
oceánicas, el peso de la placa que se está hundiendo arrastraría tras de
sí al resto de la misma.
9
2.5. EL CICLO DE WILSON
La fragmentación y el reagrupamiento de los continentes (Pangea) a lo
largo del tiempo serían las fases principales de un ciclo, conocido como
ciclo de Wilson, que, según algunas hipótesis, se repetiría cada 400 o 500
millones de años y habría tenido lugar varias veces a lo largo de la historia
de Tierra.
El último de estos ciclos comenzó hace 250 millones de años, cuando los
continentes actuales estaban unidos formando un supercontinente, la
Pangea.
Para comprender la fragmentación de la Pangea hay que tener en cuenta
que la litosfera continental es más gruesa que la oceánica y no dispone de
zonas, como las dorsales, a través de las cuales evacuar el calor del interior
terrestre. Un supercontinente funciona como una enorme manta que
dificulta la salida del calor interno de la Tierra. La acumulación de calor bajo
el supercontinente hace que se eleven determinados lugares y se produzca
un abultamiento que recibe el nombre de domo térmico.
En esta zona se producen tensiones debido al estiramiento de la corteza, de
tal manera que se forman fallas normales que delimitan una zona deprimida
denominada fosa tectónica o rift continental, como es el caso del Rift
Valley Africano, donde se encuentran los grandes lagos y los volcanes
situados alrededor de ellos.
Con el tiempo, el rift sigue ensanchándose se originará un mar estrecho y
el continente quedará fragmentado.
La siguiente etapa será la formación de un océano con una dorsal en su
centro y los continentes seguirán separándose.
Dado que los continentes se mueven sobre una superficie esférica, se hace
inevitable que los continentes a la deriva choquen entre sí y formen una
nueva Pangea, con lo que se completaría el ciclo.
Si bien existe un acuerdo mayoritario acerca de que a lo largo de la historia
de la Tierra se han producido numerosas uniones y divisiones continentales,
no todos los científicos admiten que este proceso haya ocurrido siguiendo
ciclos regulares, ni que los supercontinentes hayan sido en todos los casos
Pangeas que integrasen todos los continentes
10
Resumen de las etapas del ciclo de Wilson partiendo de la Pangea.
1. Formación de un domo térmico. El calor acumulado debajo del
continente provoca una dilatación de los materiales y un abombamiento
2. Aparece una fosa tectónica con un surco central o rift continental
(Ejemplo, Rift Africano)
3. Etapa de mar estrecho. El continente se fragmenta y se forma un mar
entre ellos con una pequeña dorsal (Ejemplo, Mar Rojo)
4. Etapa de océano. La separación prosigue y la extensión del nuevo
océano, con una dorsal en su centro, aumenta considerablemente
(Ejemplo, océano Atlántico).
5. El movimiento de los continentes terminará uniéndolos en una nueva
Pangea
2.6. DISTRIBUCIÓN DE VOLCANES Y TERREMOTOS
En líneas generales, las áreas de mayor actividad volcánica y sísmica
coinciden con el límite de las placas litosféricas. Se pueden distinguir tres
grandes zonas activas:
a. Círculo cincumpacífico, llamado también "el cinturón de fuego del
Pacífico", que se extiende alrededor de este océano, afectando a las
costas de Asia, Oceanía y América. En esta área se concentran las
principales zonas de subducción del globo.
11
b. La franja Azores-Himalaya, zona que va desde las islas Azores,
pasando por el Mediterráneo y Oriente próximo hasta el norte de la
India.
c. Las dorsales mesoceánicas, sistema que recorre el globo y que
constituyen los bordes de las placas divergentes.
También podemos encontrar fenómenos volcánicos asociados a puntos
calientes y fracturas intraplaca, como el caso de las islas Hawai y las islas
Canarias respectivamente.
2.7.- ISOSTASIA
Entre las masas continentales y el manto se establece un equilibrio de
flotación que recibe el nombre de isostasia. El fenómeno es semejante al de
una serie de bloques de madera de distinto grosor sobre el agua: los
bloques más gruesos sobresalen más por encima de la superficie y tienen
porciones más grandes bajo el agua que los bloques más delgados.
El fenómeno de la isostasia explica los movimientos verticales de los
continentes a lo largo del tiempo. De esta manera se puede explicar que
durante las glaciaciones, como las del cuaternario, las grandes masas de
hielo acumuladas sobre el norte de Europa y América produjeran un proceso
de hundimiento, mientras que en los periodos de deshielo estas mismas
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masas continentales se eleven, como ocurre en la actualidad en la península
escandinava, que se eleva varios milímetros cada año.
El fenómeno de la isostasia también explica por qué las cordilleras más
elevadas presentan raíces más profundas que las de menor altura. Cuando
las montañas son jóvenes, la corteza continental es más gruesa, y a medida
que la erosión reduce la altura de las montañas, se produce un ajuste
isostático y la corteza se adelgaza y se eleva en respuesta a la reducción
de la carga.
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EJERCICIOS
1.- ¿Que entiendes por placa litosférica?
2.- ¿Donde se crea corteza oceánica? ¿Donde se destruye?
3.- ¿Que fenómeno es responsable
Represéntalo en un esquema.
del
movimiento
de
las
placas?
4.- ¿Como se puede explicar la actividad volcánica de Islandia?
5.- Indica el movimiento relativo de las siguientes placas y el nombre de la
dorsal o fosa que forman en su desplazamiento.
a)
Placa Sudamericana y Placa de Nazca
b)
Placa Africana y Placa Sudamericana
c)
Placa Pacífica y Placa de Nazca
d)
Placa de Filipinas y Placa Pacífica
6.- ¿Por qué la zona de los Andes es inestable desde el punto de vista
geológico?
7.- ¿Como se formó el Himalaya?
8.- ¿Como es el movimiento de las Placas Norteamericana y Pacífica en la
zona de California? ¿Cual es la consecuencia de este movimiento?
9.- De las rocas que forman el fondo del Océano Atlántico ¿Cuáles crees que
son más antiguas, las que están más cerca de la Dorsal o las que están más
alejadas de ella? ¿Por qué?
10.- Observa el mapa de las placas tectónicas y señala lugares de la
litosfera terrestre en donde:
a. Dos placas mixtas se alejen
b. Dos placas colisionen
c. Dos placas oceánicas se alejen
d. Una placa oceánica se hunda bajo una placa mixta
11.- Durante la última glaciación la península escandinava soportó el peso
de una gruesa capa de hielo de varios kilómetros de espesor. Esta
península, que se eleva a razón de varios milímetros cada año, se encuentra
varios metros por debajo de su nivel teórico de equilibrio isostático.
a) ¿Por qué la península escandinava está hundida?
b) ¿A qué se debe su continua elevación?
12.- Dibuja un esquema de la propagación de las ondas P y S en el interior
de la tierra. Razona la respuesta.
13.- Explica cómo se movería una silla bajo la acción de las ondas L y R.
14. Teniendo en cuenta el fenómeno de la isostasia, explica que ocurrirá
(ascenso o descenso) en los siguientes casos, si en una parte de un
continente:
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Se acumula gran cantidad de sedimentos
Surge un volcán que crece miles de metros
Se forma un espeso casquete de hielo
Se erosiona un espeso grosor de rocas
15. Explica la diferencia que existe entre la litosfera y la corteza terrestre.
16. Busca en un mapa tres arcos de islas volcánicas con sus fosas
adyacentes.
17. ¿Por qué aumenta el espesor de los sedimentos conforme nos alejamos
de la dorsal?
18. Explica cómo se formó el océano Atlántico. El océano Atlántico cada vez
es más extenso, al contrario de lo que sucede con el Pacífico. ¿Sabrías
explicar por qué?
19. Indica si son continentales, oceánicas o mixtas cada una de las siete
grandes placas litosféricas.
30. ¿Qué consecuencias tiene la subducción bajo la litosfera oceánica y bajo
la litosfera continental?
31.
ANEXO I.- BASES DE LA TEORÍA DE LA TECTÓNICA DE PLACAS.
La teoría de la tectónica de placas se basa en los siguientes estudios y
observaciones:

Correspondencia de los bordes continentales. Hay una gran semejanza
entre las costas de continentes separados por un océano, como África y
América del Sur. La correspondencia es aún mayor si se consideran las
plataformas continentales (zonas continentales cubiertas por el mar) que
son los límites reales de los continentes.
15

Distribución de fósiles. La distribución de fósiles de plantas y animales
idénticos en continentes hoy separados es otra prueba de la deriva de los
continentes. Por ejemplo, los restos fósiles del reptil Mesosaurus se
encuentran en África del Sur y América del Sur, siendo muy improbable que
hubiesen evolucionado separadamente y al mismo tiempo en los dos
continentes.

La edad del suelo oceánico. El análisis de muestras de rocas del suelo
oceánico revela que la corteza oceánica es relativamente joven comparada
con la de los continentes. Las rocas oceánicas más viejas tienen menos de
200 millones de años. Por el contrario, la edad de la corteza continental se
ha establecido en 4.000 millones de años.
El suelo de los océanos es muy joven en la zona de las dorsales, y viejo
junto a los continentes. La edad de la corteza oceánica aumenta a medida
que nos alejamos de la dorsal. La ausencia de rocas con edades superiores
a los 200 millones de años sugiere que toda la corteza oceánica es
sistemáticamente destruida. Esto significa que la Tierra tiene una corteza
oceánica que se renueva constantemente, creándose en las dorsales y
destruyéndose en las fosas oceánicas.

Paleomagnetismo del suelo oceánico. El componente básico de la
corteza oceánica es basalto. El basalto es una roca volcánica que contiene
pequeños cristales de magnetita.
Cuando esta roca comienza a
solidificarse, dichos cristales, funcionando como pequeñas brújulas, se
orientan en la misma dirección y sentido del campo magnético terrestre. Al
completarse la solidificación el campo magnético queda grabado en la roca.
El estudio del fondo oceánico revela que existen a ambos lados de las
dorsales bandas simétricas de basalto con cristales de magnetita que
presentan la misma orientación, lo cual indica que se formaron al mismo
tiempo. (La posición de los polos magnéticos terrestres cambia a intervalos
irregulares que van de 100.000 a millones de años)
16