TEMA 12 . LA TIERRA Y SU DINÁMICA

EL ESTUDIO DE LA TIERRAPara conocer su estructura y composición. Dos

métodos de estudio:LOS MÉTODOS DIRECTOSObservación de materiales in situ o en el laboratorio.

Tipos:Observación de rocas superficiales: ya que las rocas

quedan expuestas por la erosión o por la expulsión de los volcanes. Se recogen muestras para analizarlas.

Minas y sondeos: Con perforaciones del subsuelo para obtener muestras (sondeo) o aprovechando alas excavaciones mineras que proporcionan minerales e información de la corteza terrestre.

Experiencias de laboratorio: Se reproduce a pequeña escala lo que ocurre en el interior terrestre.

LOS MÉTODOS INDIRECTOSElaboran hipótesis a partir de mediciones de gravedad,

magnetismo, meteoritos, ondas sísmicas, etc. Tipos:Métodos gravimétricos: Buscan variaciones del valor de

la gravedad (9.8m/s2) que aportan información sobre la densidad y composición de las rocas.

Métodos magnéticos: Estudia el campo magnético producido por estructuras en el subsuelo, su intensidad depende del contenido de magnetita y materiales magnéticos en ellos. Permite ubicar minerales, zonas de falla y estructuras geológicas.

Estudio de meteoritos: Los planetas del SS tienen un origen común por lo que la información de los meteoritos puede ofrecer datos sobre la Tierra. Tipos:Sideritos: Muy densos, hierro y níquel. Como el núcleo terrestre.Siderolitos: Densidad intermedia. Ferroniquel y silicatos

ferromagnésicos. Como en el manto terrestre.Aerolitos: Poco densos. Silicatos de hierro y aluminio. Como en

la corteza terrestre.

SIDERITO SIDEROLIT

O

AEROLITO

MEDICIONES GRAVIMÉTRICAS

Métodos geotérmicos: Se mide el flujo geotérmico procedente del calor interno del planeta, varía según las zonas:Los valores altos se detectan en zonas volcánicas o de

corteza terrestre delgada.Los valores bajos se detectan en fosas oceánicas y de

corteza terrestre gruesa.El método eléctrico: Mide las propiedades

eléctricas de las rocas. Las secas conducen peor la corriente que las porosas con contenido en agua.

Prospección geoeléctrica

Flujo geotérmico en W/m2

El método sísmico: la liberación brusca de energía contenida en las rocas sometidas a tensión se transmite en todas direcciones por ondas sísmicas que llegan hasta la superficie, donde se detectan. Tipos:Ondas P: Primarias, son las más rápidas.6-10 Km/s. Se

propagan por todos los medios. Vibran adelante y atrás en el sentido de la propagación. Expanden y comprimen materiales.

Ondas S: Secundarias. Más lentas. 4-7 Km/s. Propagación sólo en sólidos. Vibran perpendicularmente al sentido del desplazamiento.

Superficiales: Se forman por la interacción entre las profundas y la superficie terrestre. Del epicentro se propagan en forma circular. No se usan en este método. Más destructivas.Ondas R: Más lentas.1-5 Km/s. Son las más percibidas

por las personas. Movimiento en ola.Ondas L: 2-6 Km/s. Movimiento horizontal

perpendicular a la dirección de propagación. Semejante a una serpiente.

Comportamiento de las ondas:La velocidad aumenta con la rigidez y

densidad de las rocas.La velocidad puede aumentan en una capa

homogénea de materiales ya que en el fondo están más compactados.

Las ondas P son más rápidas que las S.Todas las ondas atraviesan los sólidos.El cambio de velocidad y trayectoria indica

cambio en los materiales discontinuidad sísmica. Indica la estructura del planeta.

Las principales discontinuidades son: Mohorovicic, Gutenberg, Lehman.

Ondas P

Ondas S

LA ESTRUCTURA DE LA TIERRA

MODELO DINÁMICO MODELO GEOQUÍMICO

Criterio: Comportamiento mecánico, densidad y estado fisico quimico de los materiales. Cuatro capas.

Criterio: composición química de los materiales. Tres capas.

Litosfera: Capa rígida. Engloba la corteza y parte del manto superior.

Corteza: Rocas poco densas ricas en Si y Al. (Oceánica y continental).Discontinuidad de Mohorovicic.

Astenosfera: Manto parcialmente fundido.

Manto: Rocas más densas ricas en Fe y Mg. Discontinuidad de Gutenberg.

Mesosfera:El resto del manto. Capa plástica y dúctil.

Núcleo: metálico, compuesto básicamente por Ni y Fe.Endosfera: El núcleo externo

está fundido, el interno es sólido por la alta presión.

EL MODELO ACTUALIntegra los dos anteriores.La corteza:

Capa terrestre más superficial, sólida, rígida separada del manto por la discontinuidad de Moho.

Se distingue:La corteza oceánica:

Estructura horizontal: Forma los fondos oceánicos. Destacan las llanuras abisales, las dorsales y márgenes continentales.

Estructura vertical: De 3-15 km de espesor. Capa superficial formada por lavas de basaltos y una profunda de gabros.

Antigüedad: Es joven, no supera los 180 MA. Ya que se crea y destruye continuamente (dorsales/subducción)

La corteza continental:Estructura horizontal: Forma los

continentes y las plataformas continentales. Se distinguen los cratones (relieves suaves erosionados) y las cordilleras (elevaciones rocosas por fuerzas tectónicas)

Estructura vertical: Espesor de 30 a 70 Km. Estructura variada, no hay capas definidas. Se distingue capa superficial sedimentaria erosionada,con intrusiones metamórficas y magmáticas.

Antigüedad: Muy antigua, hasta 500 MA.

El manto:Capa más voluminosa que contiene la mayor masa de

la Tierra. Entre la discontinuidad de Moho y Gutenberg (2.900Km). Rocas con silicatos de hierro y olivino (Peridotitas). Tres zonas:Manto superior:

Desde la discontinuidad de Moho a los 670 Km. Su zona más externa tiene comportamiento dinámico, se incluye en la litosfera, que se fragmenta en placas tectónicas.

Bajo ella el manto es más fluido debido a las altas presiones y temperaturas.

Manto inferior:A partir de los 670 Km. Rocas más compactas y

densas pero aún hay flujo de materiales.Limite manto-núcleo: Los últimos 200km. Rocas

parcialmente fundidas. Flujo intenso de calor.

El núcleo:Capa más interna de la Tierra, desde

Gutenberg al centro (6.371 km) Formado por hierro, níquel, azufre y oxígeno.

Dos regiones separadas por la discontinuidad de Lehman:Núcleo externo: 2.900-5.100 km. Corrientes

de materiales líquidos.Núcleo interno: 5.100- 6.371 km. Metal

sólido.Esta estructura genera el campo magnético

terrestre.

5. HIPÓTESIS QUE EXPLICAN LA DINÁMICA TERRESTRE

La Tierra cambia debido a su dinámica interna, mediante los procesos geológicos.

5.1 LAS HIPÓTESIS OROGÉNICAS Intentan explicar el origen de las cordilleras. Históricamente hubo dos

tipos:Hipótesis fijistas: No admitían movimientos continentales.

Distribución fija. Los empujes verticales formaban las cordilleras.Hipótesis movilistas: Los continentes cambiaban de posición por

fueras horizontales, plegando y elevando cordilleras.Hipótesis de la deriva continental: Propuesta por Wegener en

1912. Único supercontinente (pangea) que se fragmentó. Los continentes flotaban sobre rocas del océano y se movían por fuerzas gravitatorias y las mareas.

El modelo de la expansión del fondo oceánico: Propuesto por Hess en 1960. Se crea nueva corteza oceánica por las dorsales y se introduce por las fosas al manto.

La teoría de tectónica de placas: Wilson, McKenzie y le Pichon. Teoría vigente en la actualidad.

PRINCIPALES PRUEBAS DE LAS HIPOTESIS MOVILISTAS

GEOLÓGICAS PALEOCLIMÁTICAS

PALEONTOLÓGICAS

PALEOMAGNÉTICAS

Las líneas de costa de África y América del Sur encajan.

Hace 300 MA hubo una glaciación que dejó estrías en las rocas.

Presencia de los mismos fósiles de plantas y animales en continentes actualmente alejados.

El paleomagnestismo en rocas de un mismo continente y épocas diferentes indica la posición de los polos magnéticos en esa época.

Continuidad de las cadenas montañosas a ambos lados del Atlántico.

Las estrías están distribuidas actualmente en rocas separadas miles de km.

El Mesosaurus no pudo cruzar a nado los océanos.

La unión de esos puntos crean puntos de migración continental.

CUESTIONES

1.¿En qué criterios se han basado los científicos para elaborar los dos modelos del interior de la Tierra?

2.¿Qué es una discontinuidad?¿Cuál es la discontinuidad más marcada de la Tierra?

3.¿Cuál es el método más útil para deducir la estructura interna de la Tierra?

4.¿Cómo resumirías la Teoría de la deriva continental de Wegener?

5.¿Qué pruebas paleontológicas le sirvieron a Wegener para sustentar su teoría?

6.¿Cuál fue el fallo más destacado de la teoría de la deriva continental?

6. LA TEORÍA DE LA TECTÓNICA DE PLACASEn los años 70 se aúnan diferentes ideas sobre

procesos geológicos, creándose la teoría de la tectónica global.

Ideas fundamentales:La litosfera se divide en placas litosféricas.Las placas se mueven e interactúan.Los bordes tienen intensa actividad geológica.

6.1 LAS PLACAS Y LOS BORDES DE PLACASSiete placas principales: norteamericana,

sudamericana, del Pacifico, africana, euroasiatica, indoaustraliana, antártica.

Por su composición se dividen en:Oceánicas: Litosfera oceánica exclusivamente.

Ej: placa del Pacífico.Mixtas: Litosfera oceánica y continental. Ej:

placa euroasiática.Las placas litosféricas se sitúan sobre una capa

plástica del manto que permiten su movimiento, interactuando por sus bordes.

BORDES DE PLACAS

Bordes divergentes Bordes convergentes

Bordes con movimiento lateral

Las placas se separan. Las placas se juntan.

Las placas se mueven en la misma dirección con sentidos opuestos.

Dorsales Una placa se introduce bajo otra.

No se crea ni se destruye litosfera.

Se genera nueva litosfera oceánica: Bordes constructivos.

Se destruye litosfera: Bordes destructivos.

Fallas transformantes: Bordes pasivos.

Dorsal atlántica Fosa de las marianas

Falla de san Andrés

6.2 DINÁMICA DE LOS BORDES DIVERGENTES

Destacan dos formaciones geológicas: las dorsales y los rift intracontinentales.DORSALES RIFT

INTRACONTINENTALES

Separación de dos placas del fondo oceánico.

Grandes depresiones como los rift, pero situados en el continente.

Elevación submarina de 2km de altitud y hasta 60.000km de longitud.

Etapa temprana de bordes divergentes.

Eje central formado por un valle (rift) con fallas transformantes.

Puede formar nuevo océano y separación de continentes.

Actividad volcánica intensa, con salida de magma. Ensanche de océanos.

Ej: Rift Valley en África oriental.

Bandeado paleomagnético simétrico a ambos lados.

•Las partículas minerales se orientan según el campo magnético permanentemente.•En las rocas se registran los diferentes inversiones del campo magnético a lo largo de la historia, en forma de bandeado.

6.3 DINÁMICA DE LOS BORDES CONVERGENTESColisión o convergencia de dos placas.Se produce subducciónhundimiento de una

placa bajo otra, formando una fosa oceánica.Sismicidad y vulcanismo asociado a la

subducciónSismicidad: En la subducción se produce un plano

inclinado (plano de Benioff) donde se producen los esfuerzos compresivos. Los ángulos pequeños (placas jóvenes) crean

intensos terremotos. Los ángulos pronunciados (placas antiguas) crean

terremotos suaves.Vulcanismo: La fricción aumenta la temperatura y

funde las rocas, generando magma ascendente por las fisuras.

PLANO DE BENIOFF

Tipos de bordes convergentesOCÉANO-OCÉANO OCÉANO-

CONTINENTECONTINENTE-CONTINENTE

La placa más antigua es más densa y subduce en ángulo pronunciado.

La placa oceánica se hunde bajo la continental con poco ángulo.

Cuando subduce toda la placa oceánica.

Terremotos de baja intensidad.

Alta sismicidad. Ninguna de las placas penetra en el manto. Ambas se incrustan elevando los materiales y creando una línea de sutura.Obducción

Intensa actividad magmática por la fusión de las rocas del manto en la placa que no subduce.

Formación de cadenas montañosas en el borde convergente al plegarse los materiales del fondo.Intensa actividad magmática.

Formación de grandes orógenos por la elevación de los materiales.

Arcos insulares como Islas Aleutianas, Japón y Filipinas.

Ej: Andes Ej: Himalaya (Placa Indica y Euroasiatica)

OCEANICA-OCEANICA

OCEANICA-CONTINENTAL

CONTINENTE-

CONTINENTE

Evolución de la formación del Himalaya

6.4 DINÁMICA DE LAS FALLAS TRANSFORMANTES

Tienen movimiento lateral. Localizadas en bordes de las dorsales,

perpendiculares a su eje, cada 100 km.Gran actividad sísmica por el rozamiento de las

placas.También afectan a la corteza continental. Falla

de San Andrés (California)

6.4 DINÁMICA DEL INTERIOR DE LAS PLACAS

Formación de islas volcánicas como Hawai, debido a puntos calientes, donde sube un penacho (pluma) de magma procedentes del manto.

Este magma funde los materiales y crea islas volcánicas en hilera ya que el punto caliente permanece en el mismo sitio mucho tiempo, moviéndose la placa sobre él.

7. EL MOTOR DE LAS PLACASNingún modelo da una respuesta satisfactoria,

pero todos coinciden que es debido al calor interno.

Actualmente se acepta el modelo de subducción profunda.

Flujo descendente: La litosfera oceánica fría y densa se introduce por las zonas de subducción arrastrando y moviendo la placa hasta el límite del núcleo-manto.

Flujo ascendente: penachos de materiales supercalientes ascienden hasta la litosfera (puntos calientes)

8. CONSECUENCIAS DE LA DINÁMICA LITOSFÉRICA8.1 LA DEFORMACIÓN DE LA LITOSFERALa dinámica de las placas causa esfuerzos que

plegan, fracturan y elevan las rocas.Los esfuerzos pueden ser:

Distensión: Estiramiento y adelgazamiento del terreno.

Compresión: Acortan y engrosan el terreno.Cizalla: Deforman las rocas por su movimiento en

paralelo y opuesto.

LA DEFORMACIÓN PLÁSTICA Y LOS PLIEGUES:Permanecen después de haber cesado la

fuerza.Se asocia a esfuerzos compresivos, no muy

intensos y constantes.Se suelen formar pliegues.

LA ROTURA DE LAS ROCAS:El esfuerzo compresivo o distensivo sobrepasa

el límite de resistencia de la roca. Las fracturas pueden ser:Fallas: Si los bloques de roca que se rompen

sufren desplazamientos.Diaclasas: Si los bloques de roca no sufren

desplazamiento.