TEMA 2. TECTÓNICA DE PLACAS

1. El nacimiento de las ciencias geológicas

• Cuvier (S. XVIII – XIX): Defiende el catastrofismo, es decir, la forma actual del planeta Tierra se debería a la acción de sucesivas catástrofes (ej. diluvio universal)

• Charles Lyell (S. XIX): desarrolla la teoría del actualismo o uniformismo, según la cual los acontecimientos que han tenido lugar a lo largo de la historia de la Tierra (terremotos, erupciones volcánicas), han sido causados por los mismos procesos geológicos que causan los acontecimientos que ocurren en la actualidad.

• A mediados del S. XIX aparecen las teorías fijistas o verticalistas (los movimientos de la corteza terrestre solo se producen en vertical) y las teorías movilistas u horizontalistas, basadas en movimientos horizontales de la corteza.

• La teoría geológica más avanzada hasta el momento, que explica los cambios que han sucedido a lo largo de la historia de la Tierra en su superficie, es la teoría de la tectónica de placas.

Desarrollo de la teoría de la tectónica de placas

• Es una teoría que surge como producto del esfuerzo de numerosos científicos y de la colaboración internacional.

• Se basa fundamentalmente en tres antecedentes:- Hipótesis de la deriva continental (Wegener,

1912).- Modelo de las corrientes de convección del

manto (Holmes, 1945).- Hipótesis de la expansión del fondo de los

océanos (Hess, 1962).

• HIPÓTESIS DE LA DERIVA CONTINENTAL (Wegener, 1912):

Explicó que los continentes se desplazaban como barcos sobre un mar que sería el manto terrestre. No llegó a demostrar cuál sería el mecanismo que provoca el movimiento de las masas continentales.

• MODELO DE LAS CORRIENTES DE CONVECCIÓN DEL MANTO (Holmes, 1945):Modelo teórico que explicaba cómo las corrientes del manto terrestre provocaban el movimiento de la corteza, sin aportar datos experimentales.

• HIPÓTESIS DE LA EXPANSIÓN DEL FONDO OCEÁNICO (Hess, 1962):

Detectó que en las dorsales se forma nueva corteza oceánica, que hace que esta se expanda y se destruya en las zonas de subducción.

2. Modelo estático del interior de la Tierra

• También llamado modelo geoquímico, divide a la Tierra en capas concéntricas con distinta composición química, mineralógica o estado físico, separadas por discontinuidades.

• CORTEZA: capa exterior de 35 km de espesor medio, que limita en su parte inferior con la discontinuidad de Mohorovicic. Formada por silicatos, se distinguen dos tipos:

- Continental: de mayor espesor (hasta 70 km), está formada por rocas antiguas sedimentarias, magmáticas y metamórficas, en ella abundan el granito y la andesita. Se extiende bajo los continentes y en la plataforma continental.

- Oceánica: de menor espesor (6-12 km), formada principalmente por rocas jóvenes entre las que destacan el gabro y basalto.

• MANTO: entre las discontinuidades de Mohorovicic y Gutenberg (2900 km), formado por rocas llamadas peridotitas, cuyo mineral más abundante es el olivino. Hay zonas de transición donde la presión y la temperatura aumentan tanto que los átomos tienen que reorganizarse formando estructuras más densas. La zona de transición más importante es la que separa el manto superior del inferior.

• NÚCLEO: se extiende desde la discontinuidad de Gutenberg hasta el centro de la Tierra (6370 km). La discontinuidad de Weichert-Lehman (5170 km) separa el núcleo externo líquido del núcleo interno sólido.

- Núcleo externo: formado principalmente por hierro y níquel, y algo de azufre, silicio y oxígeno.

- Núcleo interno: formado por una aleación de hierro y níquel con estructura cristalina.

3. Tectónica de placas: la superficie cambiante

• La teoría de la tectónica de placas considera que los materiales rocosos de la corteza y de la parte superior del manto forman una unidad rígida y quebradiza, que recibe el nombre de litosfera, con un espesor medio de 100 km.

• Se encuentra fragmentada en trozos llamados placas litosféricas que encajan entre si como las piezas de un puzzle.

• Las placas litosféricas pueden ser:

- Continentales

- Oceánicas

- Mixtas

• Están limitadas por los bordes de placa, que pueden ser:

- Zonas de subducción

- Dorsales oceánicas

- Fallas

• Las placas litosféricas se mueven sobre el manto superior (astenosfera) y estos movimientos provocan cambios en la superficie de la Tierra.

• Este movimiento se debe a las corrientes de convección del manto.

• Como resultado, se forma litosfera oceánica en las dorsales y se destruye en las zonas de subducción.

Fenómenos geológicos relacionados con los bordes de las placas

• Dorsales oceánicas: relieves submarinos con intensa actividad volcánica, atravesados por numerosas fallas transformantes. Se llaman bordes constructivos porque en ellos se forma nueva litosfera oceánica. Presentan una elevada actividad sísmica.

• Zonas de subducción: bordes destructivos (se destruye litosfera oceánica, que se funde y vuelve a incorporarse al manto). Forman las llamadas fosas oceánicas. Presentan actividad sísmica y volcánica.

• Fallas de transformación: bordes neutros, donde no se crea ni se destruye litosfera. Son fracturas que se encuentran atravesando las dorsales oceánicas o en otros bordes de placas y permiten a las placas deslizarse una respecto a otra en sentidos contrarios. Presentan actividad sísmica, pero no volcánica.

• http://www.juntadeandalucia.es/averroes/manuales/tectonica_animada/tectonanim.htm

La teoría de la tectónica de placas es una teoría global

• Es una teoría global porque explica los grandes fenómenos geológicos (expansión del fondo oceánico, deriva continental, vulcanismo, sismicidad, formación de cordilleras y yacimientos minerales) de forma conjunta y propone una causa común: el calor interno de la Tierra junto con el tirón gravitatorio que ejerce la litosfera oceánica cuando se hunde en el manto (en las zonas de subducción).

- Seísmos

- Volcanes- Formación de montañas: En bordes constructivos, se hunde una placa

bajo otra y los sedimentos se pliegan y levantan.- Expansión de los océanos: a los lados de las dorsales, se crea nueva

litosfera oceánica.- Deriva continental: las placas se mueven sobre el material fluido del

manto superior.- Yacimientos minerales: Asociados a zonas relacionadas con los bordes

de placas.

4. VOLCANES: MONTAÑAS DE FUEGO

• Los volcanes se forman cuando el magma que procede del manto asciende a la superficie a través de las fisuras de la litosfera , se enfría y da lugar a erupciones de gases, productos sólidos (piroclastos) y coladas de roca fundida (lava).

• El magma es una mezcla de roca fundida y gases disueltos que se encuentra a una temperatura de aproximadamente 1000º C.

• Los volcanes se encuentran en zonas determinadas en los bordes de las placas (dorsales y zonas de subducción) y en el interior de las placas (puntos calientes).

PUNTOS CALIENTES

• Una pluma de magma, en su ascenso, puede alcanzar la litosfera y perforarla, actuando como un soplete.

• Esto puede dar lugar a una cadena de volcanes, un rift o una gran provincia ígnea o volcánica.

Vulcanismo en las dorsales

• Son volcanes de fisura, con erupciones tranquilas de lava que al enfriarse forma nueva litosfera oceánica (basaltos).

Vulcanismo en zonas de subducción

• Muy frecuente en el cinturón de fuego del Pacífico. Volcanes en forma de cono.

• Hay dos tipos de subducción:

- Oceánica bajo oceánica: forma archipiélagos de islas en forma de arco (Japón).

- Oceánica bajo continental: forma un arco volcánico continental asociado a una cordillera (Andes)

Las erupciones volcánicas• Una erupción volcánica es un conjunto de fenómenos

que tienen lugar cuando el magma alcanza la superficie terrestre.

• El magma se acumula en la cámara magmática, los gases se separan de la fase líquida y empujan al magma hacia el exterior. Este asciende por la chimenea y sale por el cráter.

• Cuando se enfría, el magma puede dar lugar a:- Coladas de lava: en magmas con pocos gases que

fluyen tranquilamente sobre la superficie.- Piroclastos: cenizas, lapilli y bombas volcánicas. En

erupciones violentas de magmas con gran contenido en gases.

• Índice de explosividad volcánica: depende de la cantidad de material emitido y de la altura que alcanza la columna de productos emitidos. Podemos distinguir varios tipos de volcanes según el grado de peligrosidad.

SEÍSMOS: CUANDO LA TIERRA TIEMBLA

• Los seísmos se deben a sacudidas bruscas del suelo causadas por la fracturación de las rocas de la litosfera, que libera súbitamente grandes cantidades de energía acumulada a lo largo de los años.

• Si ocurre en la tierra se denomina terremoto y si es en el mar, maremoto.

• Las vibraciones se propagan en forma de ondas sísmicas que se originan en el hipocentro (en el interior de la litosfera) y que alcanzan la superficie cuando llegan al epicentro.

• Estas ondas pueden ser detectadas por los sismógrafos y dan lugar a unos gráficos llamados sismogramas.

TIPOS DE ONDAS SÍSMICAS

• Ondas P o primarias: ondas de compresión, son las primeras en ser registradas. Se propagan por todos los medios (sólido, liquido y gaseoso).

• Ondas S o secundarias: ondas transversales, son las segundas en ser registradas. Solo se propagan en medio sólido.

• Ondas L o de superficie: lentas, se propagan por la superficie.

Magnitud e intensidad de un seísmo

• Magnitud: es la medida de la energía liberada por el seísmo. Se emplea la escala de Richter, que carece de límites, aunque no se han registrado terremotos de más de 9,6.

• Intensidad: se basa en los efectos que produce el terremoto sobre las personas, objetos, construcciones y terreno. Es variable para terremotos de la misma magnitud. Se emplea la escala MSK, que consta de doce grados.

Expansión del fondo oceánico

• Se distinguen cuatro etapas sucesivas:

1. Inicio de la dorsal: una pluma de magma asciende a la superficie y abomba la litosfera formando un domo térmico.

2. Dorsal joven: la litosfera se estira y adelgaza en el domo hasta que se fractura en un punto triple. Finalmente origina un rift (fosa formada por fallas escalonadas).

3. Dorsal de mediana edad: el rift se hunde y el valle queda inundado por el agua del mar formando un estrecho mar (Mar Rojo). El magma comienza a aflorar desde el manto formando nueva litosfera oceánica.

4. Dorsal madura: continua el aporte de magma a los lados de la dorsal y el estrecho mar evoluciona a un océano (Atlántico)

Colisión entre placas

• Litosfera oceánica bajo litosfera oceánica: se forma un archipiélago de islas en forma de arco, como Japón. Gran actividad sísmica y volcánica.

• Litosfera oceánica bajo litosfera continental: se forma una cordillera asociada a un arco volcánico continental, como los Andes. Gran actividad sísmica y volcánica.

• Colisión intercontinental: se forma una cadena montañosa sin volcanes asociados, como el Himalaya. Gran actividad sísmica.

¿Cómo se forma un atolón coralino?

DERIVA CONTINENTAL: EL PUZZLE EN ACCIÓN

• La hipótesis de Wegener sobre la deriva continental tuvo muchos adeptos pero también muchos detractores puesto que no logró proponer un mecanismo que explicara cómo se producía el movimiento de los continentes, a pesar de que aportó numerosas pruebas que argumentaban ese movimiento.

• La teoría de la tectónica de placas demuestra la veracidad de la hipótesis de la deriva continental.

CICLO DE WILSON• Es un ciclo evolutivo que explica la apertura y

el cierre de las cuencas oceánicas y los cambios en la distribución de los continentes y de los océanos a lo largo del tiempo.

• Explica que los mismos procesos tectónicos que provocan la fragmentación de un supercontinente y su dispersión en bloques continentales erráticos, son causa de su posterior reunificación en un nuevo supercontinente.

TECTÓNICA DE PLACAS, CIENCIA Y SOCIEDAD

• La tectónica de placas es la responsable del suministro de recursos, nos expone también a riesgos asociados a catástrofes naturales y genera impactos ambientales.

- Recursos naturales: yacimientos minerales (zonas de actividad magmática), combustibles fósiles, energía geotérmica y suelos fértiles.

- Riesgos: volcánico y sísmico.- Impactos: efecto invernadero y cambios

climáticos.