Geosfera I: ¡Todo en movimiento! Tectónica de placas

Geosfera I: ¡Todo en movimiento! Tectónica de placas
Imagen satélite del mundo
bajo licencia de Creative Commons (Wikimedia Commons) (NASA)
Mira este vídeo con un breve resumen que te situará en el tema de la geología interna y la tectónica de placas:
1. Teorías sobre la dinámica cortical
Fuente de animación "Erosión de isla": Isla de las Ciencias (IFSTIC) autor: Manuel Merlo Fernández
Si la Tierra sólo estuviese sometida a la acción de los procesos externos, haría ya mucho tiempo que su superficie estaría transformada en una
inmensa llanura, sin relieves montañosos ni depresiones.
Pero si observamos a nuestro alrededor, vemos que esto no ha ocurrido, que la corteza terrestre está llena de cadenas montañosas y
depresiones. Esto es debido a que existe un conjunto de procesos internos que actúan continuamente acentuando las desigualdades. Estos
procesos tienen su origen en la energía acumulada en el interior de la Tierra.
Desde antiguo ha existido una gran curiosidad por saber ¿cómo se forman las montañas?, ¿qué fuerzas son capaces de dar lugar a tan
inmensas edificaciones naturales? Pues bien, han existido muchas teorías que han intentado dar respuestas a estas preguntas. Algunas
sostienen que los continentes han permanecido prácticamente en la misma situación geográfica durante toda la historia de la Tierra, no
admitían movimientos en los continentes y océanos, dando explicaciones de tipo fijitas o inmovilistas, otras, creían que para dar una
explicación lógica había que partir de un desplazamiento horizontal de los continentes que provocaran plegamientos, cabalgamientos, fallas
inversas, etc.
Tomando como base estas últimas inquietudes, Alfred Wegener en 1912, en su libro El origen de los continentes y de los océanos ,
propuso que los sistemas montañosos son consecuencia de la migración lateral que han sufrido los continentes a través de la historia geológica
del planeta, mecanismo que Wegener denominó deriva continental .
Actividad de Lectura
Este es un fragmento del libro al que hacíamos referencia " El origen de los continentes y los océanos" de Alfred Wegener.
Capítulo 2.
"Pero ¿cuál es la verdad? La Tierra no puede tener más de un rostro a la vez. ¿Hubo puentes continentales, o bien
estuvieron siempre los continentes separados por mares profundos?
Es imposible rechazar la reivindicación sobre las antiguas conexiones terrestres si no queremos renunciar por completo a
comprender el desarrollo de la vida en la Tierra. Pero es igualmente imposible rehuir los argumentos con los que los
partidarios de la teoría de la permanencia rechazan los intercontinentes hundidos. Evidentemente, queda tan sólo una
posibilidad: tiene que existir un error oculto en las suposiciones tomadas como evidentes.
Este es el punto de partida de la teoría movilista o teoría de la deriva. La suposición, tomada como evidente tanto en la
teoría de los puentes continentales como en la de la permanencia, de que la situación relativa de los bloques continentales
no ha cambiado (prescindiendo de su cobertura de mares someros) debe ser falsa: los continentes deben haberse movido.
Suramérica debe haber estado junto a África y formado con ella un único continente, escindido en el Cretácico en dos
partes que luego, como los fragmentos de un témpano agrietado, se separaron cada vez más en el curso del tiempo
geológico, pero los bordes de estos dos bloques concuerdan todavía hoy"
1.1. Deriva continental
Imágenes de animación bajo licencia de Creative Commons (Wikimedia Commons): imagen satélite del mundo
Tbower
(NASA); Pangea , autor:
Para Wegener todas las tierras emergidas habían estado unidas formando un gran continente al que dio el nombre de Pangea y rodeado de
un único océano, Pantalasa.
La distribución actual de los continentes no es más que el resultado de la división de ese Pangea y el desplazamiento de los fragmentos como
barcos a la deriva.
Wegener aportó muchos argumentos válidos para demostrar su teoría:
Pruebas geográficas : su punto de partida fue la forma de las costas de los continentes, especialmente Sudamérica y África, que permitían
encajarlos como las piezas de un rompecabezas.
Pruebas paleontológicas: Existen varios ejemplos de fósiles de organismos idénticos que se han encontrado en lugares que hoy distan
miles de kilómetros, como la Antártida, Sudamérica, África, India y Australia. Los estudios paleontológicos indican que estos organismos
prehistóricos no hubieran sido capaces de cruzar los océanos que hoy separan esos continentes. Esta prueba indica que los continentes
estuvieron reunidos en alguna época pasada.
Imágenes bajo licencia de Creative Commons (Wikimedia Commons): continente único Pangea , distribución geográfica de los fósiles
Pruebas geológicas y tectónicas: si se unen los continentes en uno solo, se puede observar que los tipos de rocas, los yacimientos
minerales y las cadenas montañosas principales tendrían continuidad física, es decir, se alinean.
Pruebas paleoclimáticas: El científico alemán descubrió que existían zonas en la Tierra cuyos climas actuales no coincidían con los que
tuvieron en el pasado. Así, zonas actualmente cálidas estuvieron cubiertas de hielo en el pasado (India, Australia), mientras que en esa época
el norte de América y Europa eran bosques muy cálidos.
Wegener consideraba que el desplazamiento de los continentes resultaba innegable, sin embargo tenía muchas dudas sobre el origen de los
esfuerzos que causaban estos movimientos.
Los avances tecnológicos y el desarrollo histórico posterior de la geología, han conseguido mecanismos explicativos convincentes para la deriva
continental.
Para saber más
Aquí tienes algunos ejemplos de las pruebas que aportó Wegener para justificar su teoría de la deriva de los continentes:
ANTECEDENTES DE LA TECTÓNICA DE PLACAS.
Curiosidad
En este enlace puedes comprobar cuánto sabes de la deriva continental contestando al cuestionario interactivo:
CUESTIONARIO SOBRE LA DERIVA CONTINENTAL.
AV - Pregunta Verdadero-Falso
¿Cuáles de los siguientes enunciados son verdad?
Hace 165 millones de años, los continentes americano y africano aún no se habían separado.
Verdadero
Falso
El estudio de fósiles similares a ambos lados de un océano nos indica que la vida evolucionó de la misma forma en
distintos continentes.
Verdadero
Falso
Las pruebas paleoclimáticas explican que haya fósiles indicativos de climas distintos a los actuales.
Verdadero
Falso
En realidad, ahora sabemos que Wegener estaba en lo cierto en toda su teoría.
Verdadero
Falso
1.2. Expansión del fondo oceánico
A partir de la década de los 1960-70, y gracias a estudios oceanográficos, se empezaron a obtener datos sobre el fondo oceánico. A partir de
ellos se propuso una nueva teoría: expansión del fondo oceánico.
Según esta teoría el suelo oceánico se desplaza a un lado y otro de las dorsales por inyección constante de materiales ígneos procedentes de
la astenosfera, a través del eje de dichas dorsales.
Las dorsales oceánicas son lugares donde se genera nueva corteza oceánica, que provoca la expansión de los océanos. La velocidad de
expansión es la misma a un lado y otro de la dorsal, variando la tasa de expansión de un océano a otro. Así, en el Atlántico Norte, la velocidad
de expansión es de 2 cm por año, de 3 en el Atlántico Sur y de 6 a 10, en el océano Pacífico.
Esta hipótesis esta apoyada por la simetría de varios elementos a ambos lados de la dorsal: edad de la corteza, espesor de sedimentos, y,
especialmente, por la polaridad magnética (los cambios de polaridad son simétricos respecto al eje de la dorsal).
Si el proceso se inicia sobre un continente, el resultado será la separación del mismo en dos partes separadas por un océano. En sus primeros
pasos la dorsal ocupará una posición continental, durante esta fase se le denomina Rift continental.
Este es el comienzo de un vídeo sobre dorsales oceanicas, te dará una idea de la magnitud de este relieve submarino,
donde se crea nueva litosfera continuamente:
Entra en esta página para leer una explicación más detallada acerca de la teoría de la expansión del fondo oceánico:
TEORÍA DE LA EXPANSIÓN DEL PISO OCEÁNICO.
2. Tectónica de placas
La teoría de la Tectónica de Placas es una teoría científica con un marcado carácter generalista e integrador ya que pretende explicar gran
cantidad de fenómenos geológicos que antes se explicaban de forma puntual por teorías inconexas.
Los principios fundamentales de la teoría de la Tectónica de Placas puede resumirse en:
1- La litosfera terrestre está dividida en una serie de bloques más o menos rígidos y móviles denominados placas litosféricas.
2- Estas placas litosféricas se desplazan sobre la astenosfera plástica subyacente, cada una con una velocidad y dirección variable.
3- Los desplazamientos de las placas litosféricas son causadas por la energía térmica existente en el interior de la tierra. Esta energía
impulsa las corrientes de convección que en última instancia mueven las placas ( consulta le apartado 2.1 para conocer mejor este proceso ).
4- Las zonas de contacto entre placas se denominan bordes o límites de placas. En dichos límites se produce un movimiento relativo entre
placas. Pueden ser de tres tipos: divergentes (separación), convergentes (choque) o pasivos (deslizamiento).
5- Los límites de las placas son las zonas de mayor actividad geológica de la Tierra.
6- A lo largo de la historia geológica han cambiado no sólo la posición de las placas litosféricas, su forma o tamaño, sino también el número
de las mismas.
Este vídeo te muestra algunos de los procesos a los que estamos haciendo referencia:
Observa la animación inferior. En ella se explica de forma gráfica los puntos básicos de la Tectónica de placas. No obstante,
falta indicar qué tipos de límites se establecen entre las placas.
Observa la placa 3 que aparece al final de la animación (paso 4/4) e indica qué tipo de límites crees que ésta establece con
las placas 1,2 y 4. Razona la respuesta.
En el siguiente enlace puedes acceder a
contenidos que tratamos en este tema:
una gran recopilación de información sobre la tectónica de placas y otros
TECTÓNICA DE PLACAS.
AV - Pregunta Verdadero-Falso
Repasa lo aprendido:
Todas las placas litosféricas se desplazan sobre la astenosfera a un ritmo constante y coordinado.
Verdadero
Falso
El motor que impulsa el movimiento de las placas es la energía solar.
Verdadero
Falso
Los bordes o límites de placas son zonas geológicamente inestables.
Verdadero
Falso
A lo largo de la historia las placas han variado, tanto en forma como en tamaño.
Verdadero
Falso
2.1. Causas del movimiento de las placas
Cuando un fluido se calienta se dilata, pierde densidad y asciende. Cuando llega a zonas con menor temperatura, se enfría y desciende. Se
establecen así los movimientos cíclicos denominados corrientes de convección.
Movimiento por convección. Imagen bajo licencia de Creative Commons
(Wikimedia Commons) autor, Oni Lukos
El núcleo terrestre se halla a elevadas temperaturas (entre 3500 y 6000ºC). Los materiales del manto, en contacto con él, se calientan y
ascienden. Al ascender y entrar en contacto con la litosfera más fría, los materiales del manto se enfrían, aumentan su densidad y se hunden
de nuevo, formando así las corrientes de convección. Este movimiento produce sobre la litosfera un "efecto arrastre" que origina el
movimiento horizontal de placas.
Importante
Este vídeo explica cómo se producen y transmiten estas corrientes de convección desde el núcleo de la Tierra:
AV - Actividad de Espacios en Blanco
Tras leer el texto y visionar el vídeo, trata de completar los espacios que faltan en el siguiente párrafo:
Cuando se calienta un
, el material caliente se eleva y cuando se
proceso llamado
vuelve abajo otra vez en un
.
En el interior de la Tierra este mecanismo actúa como un
, transporta el calor desde el interior a la superficie,
que activa el movimiento de las placas.
En la cordilleras centro oceánicas o dorsales, el manto
fluye hacia arriba y cuando se enfría forma nuevo
, con el tiempo se vuelve otra vez lo suficientemente frío y
otra vez, este movimiento produce sobre la litosfera un efecto
de placas.
Enviar
como para hundirse
que origina el movimiento
3. Límites de placas
Investiga, para cada punto señalado en e mapa, el tipo de límite al que está asociado,
las placas que separan y si coincide con zonas orogénicas (cordilleras). Contesta
después a la autoevaluación inferior para detallar mejor tus conclusiones y comprobar
su validez.
Imágenes de animación bajo licencia de Creative Commons (Wikimedia Commons): Falla de San Andrés , autor: Ikluft ; Andes,
autor: Wernerluis ; Dorsal (NASA/GSFC/Robert Simmon); Himalaya (NASA); isla volcánica (NASA)
Observa sobre el mapa los puntos señalados (A,B,C,D,E) y analiza para cada uno:
1- ¿A qué tipo de límite de placas están asociados? (divergente, convergente océano-continente, convergente continentecontinente, convergente océano-océano, pasivo).
2- ¿Qué placas separan dichos límites?
3- Los distintos límites de placas representados aparecen con un color asociado (rojo, amarillo y verde) ¿Sabrías asociar
cada color a un tipo de límite?
4- Las zonas orogénicas (cordilleras) suelen estar asociadas a determinados límites. En el mapa se representan como
áreas de color marrón oscuro. Comprueba, para cada uno de los límites analizados, si hay orógenos asociados.
Mueve el dial inferior de la animación (círculo gris) y realiza un recorrido por el mundo. En la parte inferior de la animación podrás comprobar,
para cada punto, qué estructuras hay presentes y qué procesos ocurren a nivel de la litosfera (fíjate en la línea vertical).
Identifica los distintos límites y analiza qué tipos de procesos hay asociados, intenta buscar una explicación para cada uno de ellos. En los
siguientes subapartados se explicarán en detalle y podrás corroborar tus respuestas.
3.1. Límites divergentes o constructivos. Dorsales
Imagen
3D dorsal bajo licencia de Creative Commons (Wikimedia Commons) (NASA/GSFC/Robert Simmon)
Su expresión topográfica en superficie viene marcada por la existencia de las dorsales oceánicas que suponen la interacción entre dos placas
que se separan.
Estas dorsales presentan una depresión tectónica central llamada Rift , donde el espesor de la litosfera es mínimo debido al movimiento de
separación, lo que facilitará la salida y formación de magmas que darán lugar a la formación de suelo oceánico y el crecimiento o expansión
del fondo.
Los procesos geológicos internos asociados a este tipo de límites son:
-Intensa actividad volcánica (emisión de lavas básicas y expansión del fondo oceánico).
-Intensa actividad sísmica con sismos de foco superficial asociados a las fracturas (fallas normales) producidas en el Rift por la distensión.
En este vídeo se ha filmado una erupción volcánica submarina con ayuda de un robot subacuático que ha permitido tomar
imágenes muy cercanas:
El siguiente enlace se refiere a límites divergentes y dorsales oceánicas:
DORSALES OCEÁNICAS.
En esta página, a través de la siguiente presentación interactiva, puedes ampliar contenidos sobre los límites divergentes,
incluye un interesante enlace con imágenes de la península de Reikjanes, en Islandia, dónde se pueden ver los
afloramientos de la dorsal.
LÍMITES DIVERGENTES.
¿Por qué crees que a este tipo de límites se les llama también bordes constructivos?
3.2. Límites convergentes o destructivos. Subducción y colisión
Cuando interaccionan placas que convergen, una de ellas se hunde bajo la otra ( subducción ).
En las zonas de subducción es donde se destruye litosfera. Tipos:
- Océano-océano (borde oceánico converge con borde oceánico). En este caso una de las placas se hunde bajo la otra dando lugar a una
fosa oceánica (son las mayores depresiones del planeta). La placa que subduce (se introduce debajo) se funde originando procesos
magmáticos y volcanes en superficie, si éstos son suficientemente altos aparecerán como islas volcánicas (denominadas arcos islas ).
Ejemplo de arcos islas son las Aleutianas, Kuriles, Japonesas, Filipinas, Marianas, Antillas, islas de Tonga, Java, Sumatra, etc. originadas todas
ellas por la colisión entre diversas placas.
- Continente-océano (borde continental converge con borde oceánico). Es el caso de la costa pacífica de América, donde la corteza
oceánica más densa y delgada se hunde bajo el continente incorporándose sus materiales al manto. A este proceso se le denomina
subducción . Se produce la formación de fosas oceánicas en la zonas de inflexión de la placa que se curva al subducir. La superficie de
contacto entre la litosfera oceánica y continental es inclinada (45º) y se denomina superficie de Benioff .
Estas zonas son de gran actividad sísmica y volcánica. La presión que ejercen las dos placas provocan la formación de pliegues que dan lugar a
cordilleras paralelas a la costa denominados orógenos perioceánicos. Los magmas ascienden por las grietas y dan lugar a una intensa
actividad volcánica en la cordillera. Por ejemplo la cordillera de los Andes se forma por la convergencia de las placas de Nazca y la
Sudamericana.
- Continente-continente (borde continental converge con borde continental). Si en una zona de subducción continente-océano, la placa
oceánica que subduce lleva "arrastrando" un continente, éste se ira acercando al primero hasta que entre en colisión con él. Los sedimentos
que se habían depositado en el océano (ahora desaparecido) se deforman, dando lugar a una cordillera de grandes dimensiones ( orógeno
intracontinental )
Este es el caso de la cordillera del Himalaya, que se origina por la colisión entre la placa Indoaustraliana y la placa Euroasiática. También los
Urales, Alpes, Pirineos, etc.
Imágenes -tres tipos de situaciones- bajo licencia de Creative Commons (Wikimedia Commons)
AV - Pregunta de Selección Múltiple
Es característico del tipo de subducción océano-océano:
La formación de fosas oceánicas.
La aparición de orógenos perioceánicos.
La formación de arcos-islas.
Mostrar retroalimentación
La subducción continente-océano:
Es el caso de la cordillera del Himalaya.
Genera zonas de gran actividad sísmica y volcánica.
Es como se formó la cordillera de los Andes.
Mostrar retroalimentación
En la convergencia continente-continente:
Interviene una placa oceánica.
Se formaron los Pirineos.
Mostrar retroalimentación
3.3. Límites pasivos. Fallas transformantes
Imagen falla de San Andrés ,
bajo licencia de Creative Commons (Wikipedia Commons), autor: Ikluft
En las fallas transformantes las placas se deslizan lateralmente por lo que no hay formación ni destrucción de la corteza.
El roce entre placas hace que en estas zonas se produzcan grandes fallas y una intensa actividad sísmica.
La falla transformante más importante es la Falla de San Andrés, en California (EE. UU.).
Observa esta animación que representa esquemáticamente los mecanismos que se suceden en este tipo de encuentro entre placas:
Mira este fragmento de un documental de Discovery Channel sobre la falla de San Andrés:
AV - Pregunta Verdadero-Falso
Decide si los siguientes enunciados son ciertos:
En el caso de fallas transformantes no hay destrucción de corteza.
Verdadero
Falso
Se caracterizan porque implican gran actividad volcánica.
Verdadero
Falso
En las fallas transformantes se produce subducción de una de las placas.
Verdadero
Falso
4. Ciclo de Wilson
Sirve para ilustrar ciclos orogénicos de formación de cordilleras.
Básicamente el ciclo comienza en un antiguo continente que sufre una rotura con formación de un rift continental (1).
Cada segmento de ese continente se transforma en una nueva placa independiente que crece mediante la incorporación de nueva litosfera con
formación de una dorsal (2).
Al separarse las dos placas aparece y crece un nuevo océano ( fase oceánica ) (3).
A cierta distancia de la dorsal puede romperse la unión de la nueva litosfera oceánica y formarse una zona de subducción , que ahora irá
consumiendo corteza (4)(5).
El océano generado por la rotura del antiguo continente puede desaparecer colisionando las dos masas que al principio del ciclo formaban una
unidad ( colisión ) (6).
Situaciones tectónicas relacionadas con el ciclo de Wilson.
Imagen bajo licencia de Creativ Commons (Wikipedia Commons), autor: Hannes Grobe
Esta animación resume los procesos comprendidos en el ciclo de Wilson para describir la formación de los continentes:
Actividad de Lectura
Lee el siguiente texto, extraído de RENA. Tectónica terrestre :
EL CICLO DE WILSON
“Se considera que a lo largo de la historia de la Tierra este ciclo se ha completado en cinco ocasiones, precedido por una
tectónica de miniplacas, hace entre 2.800 y 2.500 millones de años. Esta es la época en la que se formaron las grandes
extensiones de granitos.
Los supercontinentes se disgregarán y se unirán en varias ocasiones:
Hace 2.100 millones de años (Pangea I),
Entre 1.800-1.600 millones de años (Pangea II),
Hace 1.100 millones de años (Pangea III).
Y hace 600 millones de años se formó Pangea IV que sufrió un ciclo de Wilson completo hasta formar, hace 250 millones
de años Pangea V que comenzaría el ciclo actual.
Pangea V se corresponde con el Pangea que imaginó Wegener.
Según esto los supercontinentes se forman cada 400 a 500 millones de años, y un punto caliente es capaz de romper un
continente en 100 millones de años.
Algunos autores piensan que este ciclo es un modelo más que una realidad, y que los grandes supercontinentes no están
unidos al mismo tiempo nunca, sino que se agregan y se disgregan partes en diferentes momentos de la historia de la
Tierra , más o menos próximas. Esto es debido a que los puntos calientes se pueden producir bajo la corteza oceánica, y
no necesariamente bajo los continentes más grandes, ni en su centro, que es donde menos cambios de temperatura se
producen. En la actualidad los puntos calientes más activos están en las islas Canarias, Cabo Verde y en el parque de
Yelowstone entre otros.
Es muy probable que, mientras en algún lugar esté ocurriendo disgregación, en otra ocurre agregación, e incluso mientras
está chocando una placa contra otra, en el interior de una de esas placas se está formando un nuevo rift que rompa y
separe otras placas.
Esto es lo que parece estar ocurriendo en la actualidad en la placa africana que se separa a lo largo de la dorsal del Índico
empujando hacia el continente africano pero también se separa a lo largo del valle del Rift, empujando el continente
africano hacia el Índico.
El principal problema que no resuelve la teoría es, cómo se producen las corrientes convectivas, cuáles son las
irregularidades en el manto, o en el núcleo, qué permite que en un determinado punto la temperatura sea mayor (o
menor) que en su entorno.”
Puedes comprobar cuánto has aprendido sobre el ciclo de Wilson, y así leer un resumen general, rellenando este test de
autoevaluación :
EL CICLO DE WILSON. EDUCAMADRID.
AV - Actividad de Espacios en Blanco
Rellena las palabras que faltan en el siguiente texto:
El ciclo de
Wilson es un
teórico para explicar los procesos de
continentes a lo largo de la historia de la Tierra, y se supone que se ha completado en
A partir de un
y separación de los
ocasiones.
continental, la rotura produce nuevas placas que se separan y donde nace un
alejamiento de las placas puede provocar que a cierta distancia se produzca una zona de
. El
.
del manto.
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