Dinámica terrestre interna

Unidad 3

1) La Tierra, un planeta dinámico

• La superficie terrestre está en constante cambio debido a diversas fuerzas internas y externas que actúan sobre el planeta.

• Algunas FUERZAS causan efectos inmediatos (sacudidas sísmicas, erupciones volcánicas); otros efectos son apreciables tras miles o millones de años (origen de nuevos océanos o cadenas montañosas).

• La Tierra se encuentra sometida a un intenso dinamismo.

• La capa más superficial de la Tierra, sólida y rígida, está fragmentada en partes denominadas placas tectónicas o litosféricas.

• Estas placas se mueven:– Se separan (originan nuevos océanos)– Colisionan (originan cadenas montañosas)– Se deslizan respecto a otras (forman fracturas)

• Los bordes de estas placas representan las zonas de mayor actividad sísmica y volcánica.

2) La teoría de la deriva continental

• Alfred Wegener propuso la teoría de la separación o deriva de los continentes.

• Observó que los límites de la plataforma continental se algunos continentes encajan como las piezas de un puzzle. Este encaje geográfico le hizo pensar que en el pasado, todos los continentes estuvieron unidos en el pasado.

LA TEORÍA DE LA DERIVA CONTINENTAL DE LA TEORÍA DE LA DERIVA CONTINENTAL DE WEGENERWEGENER

LA TEORÍA DE LA DERIVA CONTINENTAL DE LA TEORÍA DE LA DERIVA CONTINENTAL DE WEGENERWEGENER

• Wegener, en 1913, propuso que los continentes se movían unos respecto a otros.

• No fue aceptado por la comunidad científica, incluso fue ridiculizado por otros científicos.

• Su idea sabemos que era correcta, pero no pudo explicar con acierto cómo se mueven los continentes, ni las causas de estos movimientos.

Deriva continental

Pangea

PRUEBAS DE LA DERIVA CONTINENTAL

• PRUEBAS GEOGRÁFICAS: referidas a la coincidencia de los bordes de algunos continentes.

• PRUEBAS PALEONTOLÓGICAS: existen ejemplos de fósiles de organismos idénticos en lugares muy alejados.

• PRUEBAS GEOLÓGICAS Y TECTÓNICAS: coincidencia de tipos de rocas o de cadenas montañosas en continentes alejados en la actualidad.

• PRUEBAS PALEOCLIMÁTICAS: el clima en el pasado en los continentes fue muy diferente al actual debido al cambio en la posición de los continentes en la Tierra.

PRUEBAS GEOGRÁFICAS: referidas a la coincidencia de los bordes de algunos

continentes.

PRUEBAS GEOGRÁFICAS DE

LA DERIVA CONTINENTAL

HACE 180 ma

HACE 135 ma

HACE 65 ma

ACTUALIDAD

PRUEBAS PALEONTOLÓGICAS: existen ejemplos de fósiles de organismos

idénticos en lugares muy alejados.

PRUEBAS PALEONTOLÓGICAS

PRUEBAS GEOLÓGICAS Y TECTÓNICAS: Coincidencia de tipos de rocas o de cadenas montañosas en continentes alejados en la actualidad.

PRUEBAS PALEOCLIMÁTICAS:

El clima en el pasado en los continentes fue muy diferente al actual debido al cambio en la posición de los continentes en la Tierra.

India

África

Américadel Sur Antártida Australia

PRUEBAS PALEOCLIMÁTICAS

• Según Wegener, los continentes se desplazaban sobre la corteza oceánica a la deriva, de modo similar a como lo hace los icebergs sobre la superficie de los océanos. (FALSO !!) (El conocimiento del interior terrestre era muy limitado).

• Años 70: TEORÍA DE LA TECTÓNICA DE PLACAS (o tectónica global, por unificar las ciencias de la Tierra)

• La formulación de la teoría de la tectónica de placas fue posible cuando el desarrollo tecnológico avanzó lo suficiente como para aportar nuevos datos y formular nuevas hipótesis.

LO QUE SE MUEVE NO SON LOS CONTINENTES, SINO GRANDES BLOQUES DE LITOSFERA.

Descubrimiento de relieves submarinos: dorsales centro-oceánicas.Nuevos datos:

• La litosfera oceánica es relativamente joven (hasta 180 m.a). (La corteza oceánica se crea y se destruye constantemente = renovación continua).

• En las zonas más próximas a las dorsales centro-oceánicas, no hay prácticamente sedimentos. Los depósitos sedimentarios van aumentando progresivamente a medida que nos acercamos a los márgenes continentales.

Dispositivo Eco Sonda usada por Hess

Relieve submarino

3) La tectónica de placasIntroducción:•Esta teoría trata de explicar todos los procesos geológicos internos de forma integrada y global (interrelaciona todos los fenómenos). Ej: movimiento de continentes, formación de nuevos océnos y cordilleras, distribución mundial de volcanes y terremotos …

•Numerosas investigaciones apoyan esta teoría, sobre todo las realizadas en los fondos oceánicos. Pruebas de la expansión de los fondos oceánicos:

– Pruebas paleomagnéticas– Estudio de la edad de los sedimentos marinos.

3.1. Paleomagnetismo

• La corteza oceánica está constituída por una serie de bandas notablemente simétricas dispuestas paralelamente a las dorsales oceánicas.

• A lo largo de la historia de la Tierra, se han producido numerosos cambios en el campo magnético terrestre. Estos cambios quedan registrados en las rocas con minerales capaces de magnetizarse según la dirección del campo magnético existente. (Hay bandas con magnetización normal y otras donde es inversa).

EDAD DE LOS SEDIMENTOS MARINOS(Más antiguos y abundantes cuanto más lejos de las dorsales)

Datos aportados por el estudio del fondo oceánico:• EDAD de la CORTEZA OCEÁNICA: Es

progresivamente más vieja a medida que nos alejamos de las dorsales centro-oceánicas.

• Los sedimentos marinos son más abundantes y antiguos conforme nos vayamos alejando de las dorsales.

• La velocidad de expansión de los fondos marinos no es uniforme.

(Relacionado con la existencia de fallas transformantes).

Principios básicos de la Tectónica de placas:

• La Litosfera está constituida por placas litosféricas o tectónicas, que abarcan toda la superficie terrestre y tienen un espesor medio de 100 Km.

• Las placas tectónicas han estado moviéndose, aunque muy lentamente, desde hace cientos de millones de años.

• Los movimientosmovimientos relativos de las placas litosféricas pueden ser:– De separación: Formación de nueva litosfera = BORDES

CONSTRUCTIVOS.– De convergencia: LÍMITES DESTRUCTIVOS. Se produce

subducción. Están ligados a una intensa actividad sísmica y volcánica y a la formación de cordilleras.

– De cizalla (o deslizamiento lateral) = BORDES PASIVOS (ni se crea ni se destruye litosfera). Relacionados con actividad sísmica moderada.

Los movimientos de las placas están necesariamente interrelacionados.

• Los movimientos relativos de las placas son posibles gracias a la existencia de la astenosfera (constituída por rocas parcialmente fundidas y donde tienen lugar movimientos convectivos).

TIPOS DE LÍMITES DE PLACAS

Según el movimiento que se produzca entre dos placas contiguas distinguimos los siguientes límites de placas:

• LÍMITES DIVERGENTES O CONSTRUCTIVOS (Separación o divergencia)

• LÍMITES CONVERGENTES O DESTRUCTIVOS (Choque o convergencia)

• LÍMITES NEUTROS O CONSERVADORES O PASIVOS (Deslizamiento lateral o cizalla)

Tipos de límites

Límite constructivo

L. Destructivo

Límite pasivo o neutro

4) Las placas tectónicas• La TEORÍA DE LA TECTÓNICA DE PLACAS

sostiene que la litosfera está constituida por una serie de placas rígidas (placas tectónicas) que se desplazan sobre la astenosfera y producen, a causa de sus movimientos, importantes fenómenos geológicos en el planeta.

• Hay 14 placas tectónicas:– 7 de gran tamaño (94%): Pacífica, Africana,

Euroasiática, Indoasustraliana, Norteamericana, Antártica y Sudamericana.

– 7 de menor tamaño (6%): Nazca, Cocos, Filipina, Caribe, Iraniana, Arábiga y Somalí.

• Tipos de placas:– Oceánicas: Formadas únicamente por litosfera oceánica.– Continentales: Formadas exclusivamente por litosfera

continental.– Mixtas: Compuestas en parte por litosfera oceánica y en parte

por continental.

• El tamaño de las placas cambia constantemente como consecuencia del dinamismo del planeta.

• Mientas unas placas se expanden, otras se hacen más pequeñas. Ambos procesos se hallan en equilibrio el tamaño de la Tierra se mantiene constante a lo largo del tiempo.

• Una gran parte de la actividad geológica interna tiene lugar en los bordes de las placas; salvo excepciones:– Procesos intraplaca ( ligados a fracturas)– Puntos calientes

Placas litosféricas

Los bordes de las placas representan las zonas de mayor actividad sísmica y volcánica.

5) Los límites de las placas litosféricas

• Existen 3 tipos de límites:– Divergentes (↑ tamaño placas).

Crecen por adición de nuevos materiales.

– Convergentes (↓ tamaño placas)

Las placas son parcialmente destruidas en las zonas de subducción.

– De fallas de transformación (No hay cambio de tamaño)

TIPOS DE LÍMITES DE PLACAS

LÍMITES DIVERGENTES : son también llamados límites constructivos. En ellos las placas se separan, generándose nueva litosfera. Son las dorsales en los fondos oceánicos y los rift en los continentes.

Pag 72

LÍMITES DIVERGENTES• Son los responsables de la expansión del fondo de los

océanos.• La litosfera crece a lo largo de las dorsales. • Las dorsales son límites constructivos.• Las dorsales centro-oceánicas forman cadenas

montañosas submarinas de origen volcánico. A veces, asoman por encima del nivel del mar, formando islas volcánicas.

• Las dorsales no son estructuras continuas, sino que presentan múltiples fracturas transversales a lo largo de su recorrido FALLAS DE TRANFORMACIÓN. Se deben a las diferentes velocidades de expansión de la corteza oceánica.

La tasa de crecimiento de la nueva litosfera se puede conocer midiendo las propiedades magnéticas de las rocas de la corteza oceánica.

LÍMITES DIVERGENTES (continuación)

• Cuando la corteza continental se fractura en zonas sometidas a distensión, las rocas de la superficie se rompen a lo largo de las zonas de rift, que son líneas de fractura + o – paralelas al eje de distensión.

• La parte central se deprime y forma una fosa tectónica rodeada por fallas. Si la distensión continúa, la placa se rompe y se forma litosfera oceánica. (VER IMAGEN PAG 72)

Formación de un rift continental:El ascenso de magma provoca abombamiento y fracturación de la litosfera continental.

Evolución de un rift continental:

1) El ascenso de magma provoca el abombamiento y fracturación de la litosfera. (= Rift continental).

Rift continental: Hendiduras que se forman entre los bloques fracturados.

2) Formación de fallas y adelgazamiento de la litosfera. (= Se forma una fosa tectónica)

Fosa tectónica: Zona deprimida de litosfera; rodeada por fallas.

3) Formación de nueva litosfera oceánica.

LÍMITES CONSTRUCTIVOS O DIVERGENTES

• Dorsales en el fondo oceánico.

• Zonas de rift en el interior de los continentes (rifts continentales).

LA FRAGMENTACIÓN DELA LITOSFERA CONTINEN-TAL Y LA FORMACIÓN DE UN RIFT ESTÁ OCURRIEN-DO ACTUALMENT EN LA REGIÓN DE LOS GRANDESLAGOS EN ÁFRICA ORIEN-TAL.

EN EL FUTURO EL CONTI-NENTE AFRICANO SE FRAGMENTARÁ, TAL COMO OCURRIÓ CON LA PENÍNSULA ARÁBIGA.

TIPOS DE LÍMITES DE PLACAS

LÍMITES CONVERGENTES : son también llamados límites destructivos. En ellos las placas acercan entre sí, produciéndose subducción o obducción. (No son sinónimos)

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LÍMITES CONVERGENTES O DESTRUCTIVOS

En ellos se produce el acercamiento de dos placas entre sí. Se denominan límites destructivos, ya que en ellos se produce la destrucción de la litosfera.

En proceso será distinto según sea:• Convergencia océano-continente• Convergencia océano-océano• Convergencia continente-continente.

Convergencia océano-continente

Convergencia océano-océano

Convergencia continente-continente.

1º) Convergencia entre 2 placas oceánicas

• Las 2 placas tienen la misma densidad.

• Se produce una subducción, ligado a la formación de arcos insulares volcánicos.

Arco insular = Conjuntos de islas volcánicas (en forma arqueada), dispuestas junto a una fosa.

Fosa = Regiones oceánicas que alcanzan profundidades de hasta 11Km.

• En las proximidades a las zonas de subducción son frecuentes los fenómenos sísmicos y volcánicos, debido a los movimientos de fricción entre las placas. (La superficie de contacto entre placas se llama plano de Benioff)

2º) Convergencia entre placa continental - oceánica

• Se forman zonas de subducción.

• La placa continental (- densa) se abomba; y la oceánica (+ densa) se sumerge y pliega hacia las profundidades hasta fundirse y mezclarse con los materiales de la astenosfera.

• El levantamiento y plegamiento de la placa continental, forma cordilleras volcánicas de tipo andino.

Sismicidad, vulcanismo y orogénesis asociados a la subducción

3º) Convergencia entre 2 placas continentales

• Las 2 placas continentales chocan entre sí y se comprimen, dando lugar a cordilleras intercontinentales, como la cordillera del Himalaya o los Alpes.

• Este proceso de formación de cordilleras se llama obducción.

TIPOS DE LÍMITES DE PLACAS

LÍMITES TRANSFORMANTES : son también llamados límites neutros o pasivos. En ellos las placas se deslizan lateralmente, sin que se cree ni se destruya la litosfera.

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LÍMITES DE FALLAS DE TRANSFORMACIÓN

• 2 placas tectónicas se deslizan lateralmente, sin que exista choque ni separación.

• Se forman fallas transformantes.

• El movimiento de las placas provoca intensas fricciones, por lo que, en estos bordes, se produce una intensa actividad sísmica.

Ej: Falla de San Andrés (California, EEUU)

Terremoto de California, 18 de Abril de 1906 .

6) El sistema actual de placas. Movimiento de las placas litosféricas

• Las placas litosféricas están en constante movimiento.

• Normalmente se mueven lentamente, a una velocidad media de 2- 5 cm /año.

• Algunas placas pueden llegar a moverse hasta 20 cm/año.

• ¿Qué mecanismos causan este movimiento? Varias hipótesis

Mecanismos que causan los movimientos de las placas (≠ Hipótesis)

• Modelo de convección: En la astenosfera se

producen corrientes de convección; donde las rocas calientes o semifundidas del manto ascienden a la superficie, se enfrían y se hunden de nuevo en un movimiento +- circular, provocando el desplazamiento de las placas.

• Gravedad: La gravedad empuja las placas hacia abajo en las zonas de subducción, alejándolas de las dorsales. (La placa que subduce es fría y densa).

• Modelo mixto: Combinación de ambos.

Corrientes de convección

Conclusión: (Movimiento de las placas litosféricas)

• Los continentes actuales provienen de la disgregación inicial de un continente primitivo (Pangea), en el cual todas las tierras se encontraban unidas.

• Este gran continente se encontraba rodeado por las aguas de un único océano existente (Panthalasa).

• El Pangea empezó a expandirse poco a poco hace 250 m.a. hasta dar lugar a la configuración actual de los continentes.

7) El ciclo de Wilson

• Explica de forma encadenada los procesos de creación/ destrucción de océanos y continentes. Se cree que este proceso se repite de forma cíclica cada 400 – 500 m.a.

• Etapas:– La litosfera continental se fragmenta y se forma un rift

continental.

– En la zona de fractura se forma corteza oceánica y las masas continentales se van separando. Dorsal oceánica

– Se forma una zona de subducción. La litosfera oceánica se desplaza desde la dorsal hacia la zona de subducción. Cordilleras perioceánicas y arcos insulares.

– Colisión y reagrupamiento de placas continentales. Obducción

y formación de cordilleras intercontinentales.

Ciclo de Wilson

8) Magmatismo y tectónica de placas

• Magmatismo: Conjunto de fenómenos relacionados con la formación, cristalización y desplazamiento de los magmas.

• Magmas: Mezclas líquidas o semilíquidas de silicatos que se encuentran a altas T ras y que al enfriarse solidifican originando rocas magmáticas o ígneas.

Tipos de rocas magmáticas

1. Rocas plutónicas: Se forman en profundidad. Enfriamiento lento y gradual.

2. Rocas volcánicas: Se forman en superficie. Enfriamiento rápido.

3. Rocas filonianas: Se forman en condiciones intermedias.

Rocas ígneas: Formadas por minerales que se forman al enfriarse el material fundido (magma).

Clasificación de los magmas

Según su origen: Primarios: Proceden de niveles ± profundos del manto.

De anatexia: Proceden de fusión de rocas preexistentes.

Mixtos: Cuando están implicados los 2 anterores.

Según su composición química: Graníticos: Muy viscosos, ↑ Sílice (SiO2), se forman bajo

la corteza (20 – 30 Km). Enfriamiento lento. Minerales abundantes: cuarzo, feldespato potásico.

Basálticos: Baja viscosidad, ↓ Sílice (SiO2), se forman a + de 40 Km. Enfriamiento rápido. Minerales abundantes: Olivino, piroxenos.

• Los magmas se encuentran más o menos concentrados en las cámaras magmáticas, que se localizan en las zonas más externas del manto (astenosfera).

• Ver imágenes 3.24 y 3.25 pag 80-81

9. Metamorfismo

• Metamorfismo: Conjunto de cambios que favorece la formación de rocas metamórficas.

• En los bordes activos de las placas litosféricas, se producen incrementos importantes de presión y Tra, capaces de provocar en las rocas transformaciones (permaneciendo en estado sólido) en su composición mineral o su textura. Se originan entonces rocas metamórficas.

Tipos de metamorfismo• M. Dinámico = metamorfismo de presión. Se da en

zonas poco profundas, pero sometidas a la acción de presiones dirigidas que provocan deformación en las rocas.

• M. De contacto = metamorfismo térmico. Se da en zonas en contacto con masas magmáticas emergentes. ↑ Tra intensas modificaciones. La zona de contacto modificada se llama aureola metamórfica.

• M. Regional = metamorfismo termodinámico. ↑ simultáneamente P y Tra.

Principales factores que favorecen el metamorfismo:

- Cambios de presión. Forma minerales más densos, a menudo con estructuras laminares o prismáticas.

- Cambios de Tra (150 – 700 / 100º C) SIN FUSIÓN !!!

- Presencia de fluidos en el medio: Favorece ciertas reacciones químicas que provocan cambios mineralógicos.

Texturas metamórficas• Textura = Conjunto de características que presentan los

minerales (forma, tamaño y disposición) de una roca.

1. Texturas foliadas: Presenta minerales de hábito alargado o laminar.

- Pizarrosa. Foliación plana. Cristales pequeños.

- Esquistosa. Foliación ligeramente ondulada. Cristales apreciables a simple vista.

- Gneísica. Cristales muy grandes, que forman bandas alternativas.

2. Texturas no foliadas: Los minerales son ± equidimensionales y forman un mosaico de granos. Ej: Mármol.

10. Rocas magmáticas

• Rocas volcánicas: Presentan pequeños cristales englobados en una pasta vítrea. Ej: Obsidiana, basalto y andesita.(Enfriamiento rápido)

• Rocas plutónicas: Presentan textura granuda. Ej: Granito, gabro.(Enfriamiento lento)

• Rocas filonianas: Se forman en condiciones

intermedias. Ej: pórfidos.

Cámara magmática

Rocas volcánicas Basalto

Andesita

Pumita

Rocas plutónicas

Gabro

Rocas filonianasTextura porfídica

Pórfido con hornblenda

Rocas metamórficas

• Rocas con foliación.– Pizarras– Filitas– Esquistos– Gneises (bandeado característico que alterna bandas claras

y oscuras).

• Rocas sin foliación.– Mármoles– Cuarcitas– Corneanas

Rocas con foliación

Pizarra

Rocas con foliación

Rocas con foliación

Esquisto

Rocas con foliación

Gneis

Rocas sin foliación

Mármol

cuarcita

Rocas sin foliación