EDUARDO L. SANZ MORA

LA TECTONICA DE PLACAS

MARTA GUTIÉRREZ DEL CAMPO

FORMACIÓN DE LA TIERRA

CALOR

Colisión entre partículas

Desintegración radioactiva

Fusión

Diferenciación química de elementos

Hundimiento: más densos

Flote hacia arriba: menos densos

Diferenciación química de Diferenciación química de elementos: elementos: ConsecuenciasConsecuencias

Permitió que cantidades de gases Permitió que cantidades de gases escapen del interior( act. volcánica)escapen del interior( act. volcánica)

Evolución de la Atmósfera primitivaEvolución de la Atmósfera primitiva

Aparición de la vidaAparición de la vida

¿Cómo se explican….

-Los TERREMOTOS

-Las ERUPCIONES VOLCÁNICAS (Etna)

-La formación de las MONTAÑAS…?

MODELOS FIJISTASMODELOS FIJISTAS MODELOS MODELOS MOVILISTASMOVILISTAS

La Tierra cambia… y es La Tierra cambia… y es DINÁMICADINÁMICA!!!!

Además, estos procesos (volcanes, terremotos…) SIEMPRE se dan en

determinadas zonas (muy localizadas) del planeta…

No se dan al azar…¿Por ¿Por qué?qué?

Alfred Wegener (1880 – 1930) y su Teoría de la Deriva de los Continentes:

Los continentes actuales no están en el mismo lugar que hace millones de años: se han MOVIDO MUY LENTAMENTE…

Además, Wegener mostró Pruebas decisivas…

¿CÓMO ESTUDIAMOS LA TIERRA?

INTERIOR DE LA TIERRA:

MÉTODOSMÉTODOSDIRECTOSDIRECTOS

Estudio geológicode las minas

Sondeos

Estudiando los materialesprofundos que afloran

al exterior

ESTRUCTURA INTERNA DE LA TIERRA

Conocer el interior de la Tierra, su estructura y su composición, no es una tarea fácil.

Los métodos DIRECTOS (sondeos, perforaciones, …) sólo permiten conocer una mínima parte de nuestro planeta: Unos

15 Km de los 6371 Km que hay hasta el

centro de la Tierra.

Ondas internas P y SOndas internas P y S

Ondas POndas PSe transmiten enSe transmiten enmedios líquidos medios líquidos

yysólidossólidos

Ondas SOndas SSe transmitenSe transmitenSOLO en mediosSOLO en mediossólidossólidos

MHB

Ondas P y S moviéndoseOndas P y S moviéndosea traves de sólidosa traves de sólidos

Compresiones y expansiones alternas

Producen cambio de forma sin modificar volumen del material. Su velocidaddepende de la rigidez, como los líquidos no la tienen, no se propagan por ellos.

MHB

Velocidad ondas Velocidad ondas sísmicassísmicas

vvPP > v > vSS < v < vR,LR,L

vvPP rocas ígneas: 6 km/srocas ígneas: 6 km/s

rocas poco consolidadas: 2 km/srocas poco consolidadas: 2 km/s

MHB

Las ondas sísmicas viajarán en Las ondas sísmicas viajarán en linea recta a través de un linea recta a través de un planeta hipotético con planeta hipotético con propiedades uniformes propiedades uniformes (homogéneo) y a velocidades (homogéneo) y a velocidades constantesconstantes

Trayectorias de las ondas a través de un planeta donde la velocidad aumenta con la profundidad (más presión)

MHB

Unas pocas de las muchas trayectorias Unas pocas de las muchas trayectorias posibles que las ondas sísmicas posibles que las ondas sísmicas

siguen a través de la Tierrasiguen a través de la Tierra

MHB

Trayectorias de ondas P y STrayectorias de ondas P y S

MHB

Los métodos que mejores resultados han dado son los indirectos, y entre ellos destaca el método sísmicométodo sísmico.

¿Cómo se ha podido conocer el interior ¿Cómo se ha podido conocer el interior de nuestro planeta?de nuestro planeta?

El método sísmico se basa en los cambios en la velocidad de propagación de las ondas sísmicas.

sismogramasismograma

Vel

ocid

ad (

m/s

)

Profundidad (Km)

Es como si corriéramos por diversos medios…

Si lo hacemos por ARENA llevaremos una velocidad distinta a la que tendríamos si lo hiciéramos por una ACERA o por AGUA…

Las ondas varían su velocidad al atravesar medios de Las ondas varían su velocidad al atravesar medios de distinta composición química o cuando tienen un distinta composición química o cuando tienen un estado de agregación diferente: sólido, fluido, líquido. estado de agregación diferente: sólido, fluido, líquido.

La representación gráfica de la velocidad de propagación es lo que llamamos sismograma.

Vel

oci

dad

(m

/s)

Si la velocidad con la que se propagan no cambiara el medio que atraviesan las ondas es homogéneo = No hay capas diferentes.

… … Y si observáramos la siguiente gráfica??Y si observáramos la siguiente gráfica??

Vel

oci

dad

(m

/s)

Profundidad (Km)

Los terremotos emiten Ondas sísmicas (vibraciones) que

se transmiten por todo el interior de la Tierra. Pueden ser:

- Ondas P: se transmiten por sólidos y líquidos

- Ondas S: sólo se transmiten por sólidos

- Ondas L: se transmiten por la superficie terrestre (causan

los daños en la superficie terrestre. No nos informan del

interior)

Vel

ocid

ad (

m/s

)

Profundidad (Km)

   Al cambiar el medio por el que se propagan, las ondas sísmicas cambian su trayectoria y su velocidad nos indican, por tanto, zonas de distintos materiales.

   A los cambios de velocidad se les denomina discontinuidades.

1000

2000

3000

4000

5000

6000

2

4

6

8

10

12

14

V (Km/s)

Km

manto núcleoexterno internoinferiorsuperior

cort

eza

GütembergGütemberg

Wie

cher

t-Le

hman

n

Rep

etti

Con

rad

Can

al d

e ba

ja v

eloc

ida

d

ondas P

ondas S

¿Cómo es el sismograma de la Tierra?

MohorovicicMohorovicic

MÉTODOS INDIRECTOS (II):MÉTODOS INDIRECTOS (II):

MÉTODOS GRAVIMÉTRICOS: Isostasia

Igual que un iceberg o un barcotienen una parte importante sumergida, bajo las grandes cordilleras hay anomalíasgravimétricas negativas: hay menos masa de la esperada; lasrocas que forman la corteza sonpoco densas, y sus raíces sehunden en zonas con rocas másdensas (manto)

MÉTODOS INDIRECTOS (III):MÉTODOS INDIRECTOS (III):

MÉTODOS MAGNÉTICOS:Se basan en el campo magnético de la Tierra: tiene que haber

un núcleo metálico (líquido y sólido) que dé lugar al mismoLos cambios de polaridad del campo magnético nos informan

de cambios en la situación de los continentes y de la expansión del fondooceánico.

MÉTODOS ELÉCTRICOS:Rocas y minerales presentan propiedades eléctricas que pueden

ayudar a conocer la estructura, composición o localización de esos materiales

El interior de la Tierra tiene varias capas concéntricas.

Su estructura puede estudiarse según dos puntos de vista distintos:

ESTRUCTURA GEOQUÍMICA

Se distinguen 3 capas: CORTEZA, MANTO, NÚCLEO

ESTRUCTURA DINÁMICA

Se distinguen 4 capas: LITOSFERA, ASTENOSFERA, MESOSFERA y ENDOSFERA

En esta estructura se basa la Teoría de la Tectónica de placas

Corteza:

Capa sólida. Su espesor varía: Bajo el océano: 6 - 12 km Bajo los continentes: 25 - 70 kmEs la menos densa (con silicatos de Al).

Manto: - Capa sólida aunque con cierta plasticidad. Gran espesor.- Más densa que la corteza (con silicatos de Mg y Fe)-Su límite se sitúa a 2900 km (Discontinuidad de Gütemberg).

Núcleo:

Muy denso. Con silicatos de Fe y Ni.Tiene un espesor de unos 3400 km. Con: Núcleo Externo: muy denso y en estado líquido (las "ondas S" desaparecen a partir de él). Núcleo Interno: la capa más densa de la Tierra. Suponemos que sólida y de carácter metálico. Forma la parte central del planeta.

MODELO GEOQUÍMICOMODELO GEOQUÍMICO

CORTEZACORTEZA

De transiciónContinental Oceánica

Sumergidas

EmergidasMás

gruesa

Másantigua

Cratones Orógenos

Rocas más antiguasSin apenas relieve

Rocas más jóvenesGrandes cordilleras

Plataformacontinental

Talud continental

Más fina Más joven

Más homogénea

1.- Sedimentos2.- Lavas almohadilladas3.- Basaltos en columna4.- Gabros

EL MANTOEL MANTO

COMPOSICIÓN QUÍMICA:

Peridotitas (Rocas plutónicas ultrabásicas) Olivino: (Mg,Fe)2SiO4

PARTES

Manto superior: formadopor piroxenos y olivino.Entre Moho y 400 km

Zona de transición: (400 – 1000km)El aumento de presión hace que los

minerales se reorganicen Dando lugar a otros más densos

Manto inferior:1000 -2900 km

Rocas ultrabásicasmuy densas

NIVEL D´´(2700 -2900 km) Mezcla: materiales del manto y

materiales del núcleo¿Formado por placas

Tectónicas subducidas?¿Material primigenio

poco denso para el núcleo?

EL NÚCLEOEL NÚCLEO

Núcleo externo:(2900 – 5100 km)

Se encuentra en estado LÍQUIDONúcleo interno:

(5100 – 6730 km)Se encuentran en estado SÓLIDO

LNMZona de frontera: los silicatos delManto están en contacto con el

Fe del Núcleo.Transición física, química y

dinámica muy brusca

Composición química:90% Fe 10%: Ni, O, S

PARTES

Litosfera:

Capa rígida que engloba CORTEZA + parte del MANTO SUPERIORLa litosfera está FRAGMENTADA en las PLACAS LITOSFÉRICASSu espesor es de unos 100 km

Mesosfera: Hasta el límite con el núcleo externo.

Capa D":A pesar de que se identifica habitualmente como parte del manto inferior, las discontinuidades sísmicas sugieren que la capa D" podría poseer una composición química diferente de la del manto inferior situado encima de ella.

Endosfera: Comprende el NÚCLEO

MODELO DINÁMICOMODELO DINÁMICO

LITOSFERALITOSFERA

MESOSFERAMESOSFERA

ENDOSFERAENDOSFERA

CORTEZA CONTINENTAL

CORTEZA OCEÁNICA

MANTO SUPERIOR

MANTO INFERIOR

NÚCLEO EXTERNO

NÚCLEO INTERNO

Canal de baja velocidad

Disc. Lehman-Wiechert

Disc. Disc. GütembergGütemberg

Disc. Repetti

Disc. Disc. MohorovicicMohorovicic

Disc. Conrad

ESTRUCTURA DE LA TIERRAESTRUCTURA DE LA TIERRA

ES

TR

UC

TU

RA

D

INÁ

MIC

A

ES

TR

UC

TU

RA

ES

TR

UC

TU

RA

G

EO

QU

ÍMIC

AG

EO

QU

ÍMIC

A

CAPA D’’CAPA D’’

TEORIA DE TEORIA DE

LA DERIVA LA DERIVA

CONTINENTACONTINENTA

LL

Qué son las Placas Qué son las Placas Tectónicas?Tectónicas?

Teoría que explica que Teoría que explica que la litósfera de la Tierra la litósfera de la Tierra (junto con el manto (junto con el manto superior), está dividida superior), está dividida en pedazos de varios en pedazos de varios tamaños y espesor y tamaños y espesor y que se mueven sobre la que se mueven sobre la astenósfera.astenósfera.

Se puede comparar la Se puede comparar la Tierra con un Tierra con un rompecabezas en rompecabezas en movimientomovimiento

Se usa para explicar Se usa para explicar volcanismo, sismicidad, volcanismo, sismicidad, así como varios otros así como varios otros procesos terrestres.procesos terrestres.

Evidencias de WegenerEvidencias de Wegener

1) Similaridad de 1) Similaridad de bordes de bordes de continentescontinentes

Evidencias de WegenerEvidencias de Wegener

2) Similaridad de 2) Similaridad de secuencia y edades secuencia y edades de rocasde rocas

Evidencias de WegenerEvidencias de Wegener

3) Evidencia de 3) Evidencia de fosilesfosiles

Otras Evidencias: Conexión Otras Evidencias: Conexión montañasmontañas

De dónde se deriva esta De dónde se deriva esta idea?idea?

Alexander du ToitAlexander du Toit ““Our Wandering Our Wandering

continents”continents” Uso depositos Uso depositos

glaciares para apoyar glaciares para apoyar idea de Wegeneridea de Wegener

Geólogos siguieron Geólogos siguieron en oposiciónen oposición No explicaba No explicaba

mecanismo de mecanismo de movimientomovimiento

Evidencias de du ToitEvidencias de du Toit

4) Glaciares4) Glaciares

Otras evidenciasOtras evidencias

5) Paleomagnetismo 5) Paleomagnetismo y movimiento de y movimiento de polos magnéticospolos magnéticos

Otras evidenciasOtras evidencias

6) Separación del 6) Separación del suelo marinosuelo marino ExpansiónExpansión Harry HessHarry Hess

Otras evidenciasOtras evidencias

7) Edad del suelo 7) Edad del suelo marinomarino Aumenta al alejarse de Aumenta al alejarse de

dorsales oceánicasdorsales oceánicas Cantidad de sedimento Cantidad de sedimento

aumenta al acercarse a aumenta al acercarse a continentescontinentes

Edad máxima del suelo Edad máxima del suelo oceánico: 180 millones oceánico: 180 millones de añosde años

Edad de la Tierra: 4.6 Edad de la Tierra: 4.6 billones de años!billones de años!

http://web.educastur.princast.es/proyectos/biogeo_ov/4a_ESO/02_placas/diapositivas/74_Diapositiva.gif

LA TECTONICA LA TECTONICA DE PLACASDE PLACAS

Cadenas montañosas en el Cadenas montañosas en el fondo oceánicofondo oceánico

Cadenas montañosas en el Cadenas montañosas en el fondo oceánicofondo oceánico

Edad del fondo oceanicoEdad del fondo oceanico

Anomalías magnéticas del fondo oceánico

Animación

Encuentros entre placasEncuentros entre placas

DivergentesDivergentes ConvergentesConvergentes TransformantesTransformantes

Placas Tectonicas Placas Tectonicas DivergentesDivergentes

Se separanSe separan Se produce magma por derretimiento Se produce magma por derretimiento

parcial del mantoparcial del manto Produce flujos de lava y diques basalticosProduce flujos de lava y diques basalticos En fisuras de dorsales oceanicasEn fisuras de dorsales oceanicas Puede ocurrir en continentes (Africa)Puede ocurrir en continentes (Africa)

formacion riff

Formación placa

Placas Tectonicas Placas Tectonicas ConvergentesConvergentes

Tres tipos posibles:Tres tipos posibles: Entre dos placas oceanicasEntre dos placas oceanicas Entre dos placas continentalesEntre dos placas continentales Entre una placa oceanica y una continentalEntre una placa oceanica y una continental

Convergencia: Dos placas Convergencia: Dos placas oceanicasoceanicas

Crea arcos de islasCrea arcos de islas EjemplosEjemplos

JaponJapon Antillas Menores Antillas Menores

Convergencia: Dos Cortezas Convergencia: Dos Cortezas ContinentalesContinentales

Colisión produce Colisión produce cadenas de cadenas de

montañasmontañas DeformacionDeformacion MetamorfismoMetamorfismo OfiolitosOfiolitos HimalayasHimalayas

Convergencia: Placa Convergencia: Placa Continental + Placa Continental + Placa

oceanicaoceanica Cadenas de Cadenas de

volcanes volcanes andesiticosandesiticos

AndesAndes

Animación

Animación

Animación

Placas Tectonicas Placas Tectonicas TransformantesTransformantes

Movimiento Movimiento paralelo en paralelo en diferentes diferentes direccionesdirecciones

Acomodan el Acomodan el aumento en aumento en diametro de la diametro de la Tierra que ocurre Tierra que ocurre desde los polos al desde los polos al EcuadorEcuador

Falla de San Falla de San Andreas-CaliforniaAndreas-California

Animación

Que hace que se muevan las Que hace que se muevan las placas tectonicas?placas tectonicas?

Dos mecanismosDos mecanismos Conveccion termal Conveccion termal

en el mantoen el manto Conveccion termal Conveccion termal

en la atmosferaen la atmosfera

El crecimiento oceánico por El crecimiento oceánico por corrientes de convección y corrientes de convección y divergencia en dorsales.divergencia en dorsales.

El Ciclo de Wilson

Ciclo evolutivo de apertura y cierre de las cuencas oceánicas. Comprende diversos estadios:

a) Estadio embrionario o de rift continental

b) Estadio de juventud o de apertura de cuenca oceánica

c) Estadio de madurez o de Costa Atlántica

d) Estadio de decadencia o de Costa Pacífica (subducción)

e) Estadio relicto o de colisión continental.

El Ciclo de Wilson explica el desarrollo evolutivo de la tectónica de placas, es decir, considera que los diversos contextos geotectónicos son estadios o etapas que se suceden de forma consecutiva.

El ciclo de Wilson relaciona todos los procesos.

El Ciclo de Wilson

0. Situación inicial:

Un cratón continental rodeado por placas oceánicas, totalmente estable. Ausencia de procesos tectónicos, volcánicos y metalogenéticos.

1. Hot-spot y formación de un domo:

La perturbación se inicia como consecuencia de la irrupción de un penacho del manto. En la superficie se origina un hot-spot. Como resultado se forma un domo e inicia un magmatismo bimodal.

2. Inicia el estadio embrionario o de rift continental:

La corteza continental se empieza a adelgazar mediante el desarrollo de grabens. En sus inicios el rift se caracteriza por la formación de cuencas lacustres y series sedimentarias continentales.

3. Avanza el proceso de rifting y el adelgazamiento cortical:

La depresión tectónica (rift) es invadida por el mar, y se depositan series sedimentarias marinas profundas.

4. Apertura de una cuenca oceánica:

Si la actividad del penacho del manto persiste se puede partir la masa continental abriéndose una nueva cuenca oceánica (estadio de juventud). El magmatismo derivado de la pluma se concentra a lo largo de una dorsal medio-oceánica, en la que se genera corteza oceánica.

5. Cuando en uno de los márgenes de placa la corteza oceánica se desprende y se flexiona debido a su elevada densidad empieza el proceso de subducción (decadencia de la cuenca oceánica). Como resultado de la subducción se origina un arco magmático y en ocasiones una cuenca de trasarco.

6. La colisión continental (estadio relicto) entre un margen continental y una zona de subducción es la consecuencia final de un proceso continuo de subducción, y origina cinturones montañosos y el engrosamiento de la corteza.

7. Situación final:

Finalmente, la estabilización tectónica, seguida de la erosión y peneplanización conllevan nuevamente la formación de una zona cratónica, aunque mucho más compleja que el cratón inicial.

Animación de movimiento Animación de movimiento de continentes a traves del de continentes a traves del

tiempotiempo Varias páginas de internetVarias páginas de internet

http://www.ucmp.berkeley.edu/geology/http://www.ucmp.berkeley.edu/geology/tectonics.htmltectonics.html

http://www.clearlight.com/~mhieb/WVFossils/http://www.clearlight.com/~mhieb/WVFossils/continents.htmlcontinents.html

http://www.scotese.com/newpage13.htmhttp://www.scotese.com/newpage13.htm