Tectónica global ICréditos

Autoría de la presentación en Power Point: Juan Ignacio Noriega Iglesias

Texto (con modificaciones) e imágenes procedentes de:– Biología y Geología – Proyecto ECOSFERA – 4ESO– Autores: Emilio Pedrinaci Rodríguez, Concha Gil Soriano.– Editorial: SM– Madrid, 2003– ISBN 84-348-9275-8– Excepto las siguiente imágenes, propiedad de Juan Ignacio

Noriega Iglesias: diapositiva 2.

• El resto de las imágenes procede de diversas fuentes en Internet.

¿Se mueven los continentes?Cambios en la distribución de tierras y mares

Como los fósiles fueron seres vivos, ocuparon un determinado hábitat, por lo que su hallazgo

indica algo sobre los ecosistemas en que vivieron

Conocida la facies de un estrato o de un conjunto de estratos de

roca sedimentaria, podemos conocer qué tipo de sedimentos y en que ambiente se convirtieron

en esa rocas o rocas

Facies: conjunto de características paleontológicas (fósiles) y litológicas (forma, tamaño, disposición de los granos,

composición mineralógica) que ayuda a conocer dónde, cómo y cuando se

originó un estrato o conjunto de estratos de rocas sedimentarias

Si encontramos fósiles de seres vivos marinos en los Picos d’Europa, esto quiere

decir que antiguamente fueron sedimentos marinos

Conocida la facies de la caliza que forma los Picos, podremos saber qué tipo

de sedimentos eran, cómo y cuando se convirtieron

en roca sedimentaria

Los Picos d’Europa desde Les Arriondes

La presencia de fósiles marinos en zonas

continentales indica que fueron zonas

sumergidas

Una zona marina puede llegar a ser continental o

viceversa porque…

…ha bajado o subido el nivel del mar

…ha subido o bajado el continente

…han ocurrido ambos procesos

¿Se mueven los continentes?Cambios en la distribución de tierras y mares

Cambios en el nivel del mar

Cambios en el nivel del mar en tiempo geológico (miles o m. a.): movimientos

eustáticos producidos por…

…variación en el volumen de agua de los océanos,

producida, a su vez, por…

…glaciaciones, que convierten parte del agua del mar en hielo,

disminuyendo el volumen de agua líquida (descensos

eustáticos de hasta 100 m con respecfto a nivel acutal)

…interglaciaciones, que producián un incremento en al agua líquida (ascensos de hasta 80 m con respecto al

nivel actual)

Hace 10 m. a. la línea de costa estaba

mucho más lejos que la actual

…variaciones en la forma de las cuencas oceánicas (cuencas de sedimentación)

(variaciones en el nivel del mar de hasta 350 m)

¿Se mueven los continentes?Cambios en la distribución de tierras y mares

Cambios isostáticos (I)

Hay litorales en los que el mar ha penetrado en los valles fluviales, formando

rías o fiordos: costas de hundimiento

Hay litorales en los que el mar se ha retirado, formándose rasas costeras y

playas levantadas: costas de emersión

Ría de Vigo: valle fluvial invadido por el mar Rasa costera de Gran Canaria (costa norte)

Rasa costera (antigua plataforma de abrasión)

Actual plataforma de abrasión

Estas situaciones no pueden ser explicadas sólo desde el punto de vista eustático, pues la comunicación entre todos los mares

causaría iguales procesos en todo el planeta

¿Se mueven los continentes?Cambios en la distribución de tierras y mares

Cambios isostáticos (II)

La existencia simultánea de costas de emersión y de hundimientos se explica por la teoría de la isostasia

Los bloques se hundirán o elevarán en función de su masa (efecto iceberg)

Si el bloque sufre erosión o está cubierto de hielo y éste se derrite,

pierde masa y se eleva

Si el bloque recibe materiales procedentes de la erosión de otra zona o sobre él se forma un

casquete glaciar, se hunde (subsidencia)

Para que esto suceda, los bloques han de estar “flotando” sobre materiales más densos

El resultado de estos movimientos es el equilibrio isostático

Materiales más densos que los bloques continentales

Materiales más densos que los bloques continentales

¿Se mueven los continentes?Cambios en la distribución de tierras y mares

Cambios isostáticos (III)

Estas curvas de nivel representan el ascenso en cm/siglo que está teniendo lugar en la península de Escandinavia en los últimos 10.000 años, aunque los antiguos valles glaciares han sido invadidos por el mar,

originándose fiordos

Esta península estuvo cubierta por un casquete glaciar de considerable espesor. Hace poco más de 10.000 años el hielo comenzó su fusión y la península está aún recuperando su

equilibrio isostático

Los cambios eustáticos y los isostáticos modifican la distribución de tierras y

mares en el planeta

¿Se mueven los continentes?Cambios en la distribución de tierras y mares

¿Dónde será más profunda la corteza terrestre? (I)

• La corteza terrestre no tiene el mismo grosor en todos los lugares. Esta ilustración muestra dos posibles situaciones según se alcance la máxima profundidad:

• Bajo la cordillera (A)• Bajo la llanura (B)• ¿Qué situación es la más

correcta? ¿Por qué?

¿Se mueven los continentes?Cambios en la distribución de tierras y mares

ACTIVIDADES (I)

• 2.-¿Qué han debido analizar los geólogos para reconstruir el mapa que podría haber tenido la península Ibérica hace 10 m. a?

• 3.-¿Por qué decimos que los cambios eustáticos afectan a todo el planeta de manera similar, mientras que los cambios isostáticos no?

¿Se mueven los continentes?Cambios en la distribución de tierras y mares

El rompecabezas continental (I)

• A comienzos del siglo XX, los científicos ya sabían que los continentes sufrían movimientos de ascenso o descenso (la teoría de la isostasia es de fines del siglo XIX)

• La idea de que los continentes se podían haber movido ya estaba en mente de muchos científicos al observar la semejanza entre las costas del oeste africano y del este suramericano y la continuidad de algunas formaciones rocosas en ambos continentes Humboldt, 1801)

• Frank Taylor ya había propuesto (1910) la hipótesis de la movilidad continental

• El meteorólogo alemán Alfred Wegener publicó en 1915 Die Entstehung der Kontinente und Ozeane (El origen de los continentes y los océanos), obra en la que proponía que los continentes sufrían también otros movimientos de deriva y que anteriormente habían constituido una única masa continental denominada Pangea. Este movilismo encontró una fuerte oposición en geofísicos ilustres como Harold Jeffreys

Alfred Wegener en la Antártida

¿Se mueven los continentes?Cambios en la distribución de tierras y mares

El rompecabezas continental (II)

Reconstrucción de Pangea II elaborada por Baker entre 1911 y 1928

Reconstrucción de Pangea II elaborada por Snider en 1858

¿Se mueven los continentes?Cambios en la distribución de tierras y mares

El rompecabezas continental (III) Argumentos de Wegener (I)

El supercontinente Pangea II propuesto por Wegener

Versión actual de Pangea según el ajuste informático de Bullard (1964) con

las líneas de plataforma continental. Nótese la ausencia de Islandia (círculo)

Argumentos geográficos: la coincidencia imperfecta entre los litorales de los continentes

al final del Carbonífero (hace 290 m. a.) Pangea

La mayor oposición de Jeffreys fue precisamente por los importantes errores (de hasta 600 km) que se daban en el acoplamiento de los continentes propuesto por Wegener

¿Se mueven los continentes?Cambios en la distribución de tierras y mares

El rompecabezas continental (IV) Argumentos de Wegener (II)

Argumentos petrológicos: Wegener utilizó los datos sobre distribución de rocas que ya eran conocidos, distribuciones que se

continuaban al encajar Suramérica y África

Estudios más actuales han confirmado la correlación entre determinados espesores de rocas sedimentarias en Suramérica y África hasta que se

separaron (bifurcación superior)

¿Se mueven los continentes?Cambios en la distribución de tierras y mares

El rompecabezas continental (V) Argumentos de Wegener (III)

Argumentos paleoclimáticos: Wegener utilizó rocas sedimentarias como indicadores

climáticos: tillitas (glaciarismo), yesos y halitas (clima árido), carbones (clima tropical

húmedo)

Reconstrucción de Gondwana en el Permo-Triásico, donde se aprecian las

áreas afectadas por la glaciación

(Windley, 1978).

¿Se mueven los continentes?Cambios en la distribución de tierras y mares

El rompecabezas continental (VI) Argumentos de Wegener (IV)

Argumentos paleontológicos: Wegener estudió la distribución de restos fósiles de organismos

cuya presencia en lugares muy distantes resulta difícil de explicar, salvo que en la época en que

vivieron estuviesen próximos

Reconstrucción paleográfica del Pérmico, mostrando un gran mar epicontinental que cubre

parte de Sudamérica y África (apud Cooper y

Kensley, 1984). CO: conexión oceánica.

¿Se mueven los continentes?Teoría de la deriva continental

Con los argumentos vistos hasta ahora, Wegener elaboró su Teoría de la Deriva

Continental, con los siguientes postulados:

En el pasado todas las tierras emergidas estuvieron unidas formando un gran continente

denominado Pangea

Pangea se fracturó en varias partes que se

desplazaron sobre los océanos y hoy constituyen

los continentes

En el frente de avance de estos fragmentos se formarían unas arrugas, que serían las

cordilleras

Pero Wegener desconocía cuál era la causa de los movimientos de estos

fragmentos, aunque propuso…

…la fuerza centrífuga debida a la rotación terrestre, que desplazaría a estos fragmentos hacia el ecuador

…el frenado producido por las atracciones de Sol y Luna

Wegener murió en 1930, en la Antártida, sin que su teoría fuese aceptada y sin saber que había sentado las bases para la actual Teoría de la Tectónica de Placas

Uno de los dos errores fundamentales de WegenerOtro de los dos errores

básicos de Wegener

¿Se mueven los continentes?¿Cómo son los fondos oceánicos? (I)

• Aunque en la década de 1940 no se sabía casi nada sobre los fondos oceánicos, pronto cambiaría la situación. A los intereses militares por tener mapas topográficos del océano y a los económicos (se sospechaba que había importantes yacimientos de petróleo en el subsuelo marino), se sumó el interés científico.

• Dos razones científicas destacaban:– Los océanos cubren el 71 % de la superficie del planeta. No es posible comprender lo que

ocurre en él desconociendo lo que hay bajo las aguas.

– Se esperaba encontrar, capa sobre capa, depósitos de materiales desde hace 4000 m. a. hasta la actualidad.

• Parecía razonable que así fuera. Si desde el principio de los tiempos los ríos, los glaciares y el viento habían transportado sedimentos al mar, deberían encontrarse estratos correspondientes a todo el pasado terrestre, cada uno de los cuales contendría fósiles de la época en que se depositó. Serían como las páginas de un libro en las que estuviese escrita la historia del planeta.

¿Se mueven los continentes?¿Cómo son los fondos oceánicos? (II)

El estudio de los fondos oceánicos dio buenos resultados

La existencia de la dorsal oceánica

La escasez de sedimentos y su extraña distribución (encontrándose espesores 15 veces menores y ausencia total en la zona de la dorsal)

La relativa juventud de los fondos oceánicos en comparación con las rocas de los

continentes (nada más antiguo de 200 m. a.)

¿Se mueven los continentes?¿Cómo son los fondos oceánicos? (III) Actividad

• Según el principio de superposición de los estratos, los materiales más modernos se depositan sobre otros más antiguos.

• En la imagen se observa un detalle del fondo oceánico representado en el dibujo superior.

• A) ¿Qué edad tendrá el estrato 3?• B) ¿Qué edad tendrán los sedimentos

más superficiales que se encuentran en los fondos oceánicos?

¿Se mueven los continentes?¿Cómo es el interior terrestre? (I)

Algunos datos

La densidad media de las rocas continentales es = 2,7 g/cm3 y como se

conoce la masa y el volumen de la Tierra, su densidad media es = 5,5 g/cm3, lo que implica que el interior terrestre tiene densidades entre

9 y 13 g/cm3

Las profundas galerías de las minas están a mayor temperatura que la superficie y el magma que sale en los volcanes está a unos

1000 ºC

Hay certeza de que la Tierra tiene su propio campo magnético (brújula) dipolar,

de lo que se deduce que debe haber un núcleo metálico que produce este campo

magnético

La Tierra está distribuida interiormente en capas, lo que se ha demostrado mediante el estudio de la propagación de

las ondas sísmicas por el interior del planeta

¿Se mueven los continentes?¿Cómo es el interior terrestre? (II)

Composición de la Tierra (I)

Cambios bruscos en la velocidad de las ondas sísmicas por el interior del planeta se

interpretan como discontinuidades, es decir, cambios en la composición y estado de los materiales que forman las diferentes capas

Discontinuidad de Mohorovicic: separa la corteza del manto

Discontinuidad de Gutenberg: separa el manto del núcleo

externo

Discontinuidad de Lehman: separa el núcleo externo

del núcleo interno

¿Se mueven los continentes?¿Cómo es el interior terrestre? (III)

Composición de la Tierra (II) Modelo geoquímico

Nombres de las capas consideradas en el modelo geoquímico

La corteza continental tiene un espesor medio de 35 km, con dominio de granitos y

gneisses cubiertos de sedimentos

La corteza oceánica tiene un espesor medio de 8 km, con dominio de

basaltos cubiertos de sedimentos

El manto tiene un espesor de casi 2900 km, con dominio de peridotita

El núcleo es la esfera central, compuesto por una aleación

de hierro y níquel

¿Se mueven los continentes?¿Cómo es el interior terrestre? (IV)

Composición de la Tierra (III) Modelo geodinámico

Nombres de las capas consideradas en el modelo geodinámico

Litosfera = corteza + parte superior del manto superior

Litosfera continental: espesor de 100-200 km

Litosfera oceánica: espesor de 50-100 km

Astenosfera: capa plástica, de irregular espesor y en estado de semifusión, situada bajo la

litosfera, que llega hasta los 670 km de profundidad

Mesosfera: comprende el resto del manto situado bajo la astenosfera. Es también una

capa plástica y llega hasta la discontinuidad de Gutenberg

Núcleo externo: situado bajo la mesosfera, llega hasta la discontinuidad de Lehman. Es

una capa fluida

Núcleo interno: comprende el resto del núcleo y es sólido