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CIENCIAS DE LA TIERRA Y EL ESPACIO


FORO C.T.E.

Esta teoría es el centro de la geología actual.Con el la elaboramos modelos que nospermiten conocer la disposición de las tierrasy los mares en el futuro del planeta, afinamosmétodos de predicción de sismos y erupcionesvolcánicas, profundizamos la búsqueda derecursos minerales, indagamos los posiblesescenarios de la evolución de la vida, yrastreamos paleoclimas entre otras cosas.

La Teoría de la Tectónica de Placas resume losaspectos fundamentales en cuanto a la dinámica,la estructura y la evolución de la LITOSFERA.Esta se define como la capa rígida del planeta, laque tiene muy poca capacidad de deformación,es decir escasa elasticidad. El comportamientorígido trae como consecuencia que la respuestaa los esfuerzos, principalmente tensiones ycompresiones, consista en la facturación. Por esola Litosfera esta dividida en placas.

La Litosfera en la Tierra abarca aproximadamentelos primeros 100 km. a partir de la superficie, esdecir la totalidad de la corteza y una parte delmanto superior, pero en la Luna es de mayorproporción , ya que llega hasta el manto medio,extendiéndose por casi 400 km. En el resto delos planetas rocosos esta capa tiene una potenciaalgo superior a la de nuestro planeta.

Debajo de la Litosfera existe una capa plásticaque se denomina Astenosfera, que con unespesor de pocas decenas de km. se ubica dentrodel manto superior en la Tierra. Esta capa es laque posibilita la movilidad de las placas quearrastran continentes y modifican océanos.

ANTECEDENTES HISTÓRICOS DE LA TEORÍA

— 1912 Teoría de la Deriva Continental de A.Wegener

Este meteorólogo alemán con argumentogeomorfologicos, paleontológicos ,paleoclimaticos y geológicos muy sólidos,propuso que los continentes hace 200 ma.estaban integrados en una masa única, Pangea, rodeada de un océano universal ,Panthalassa.Este supercontinente se fracturo primero endirección E-W en dos masas, al Norte Laurasia y

al Sur Gondwana separadas por el Mar de Tethys,y luego, hace unos 150 ma. una nueva separaciónesta vez en dirección N-S posibilito el nacimientodel Océano Atlántico. Desde entonces , segúnAlfred los continentes continúan su deriva. Apesardel peso de los argumentos el mundo no estabalisto para imaginar siquiera esta dinámica. Hoysabemos que Pangea no fue el primersupercontinente de la Tierra, hace 600 ma. existióRodinia .Parece que los continentes se agrupanyse vuelven a separar en el transcurso de lahistoria geológica.

—1957-58 Año Geofísico Internacional

Las Naciones Unidas equipan un barco deinvestigación con dos objetivos fundamentales:elaborar un perfil topográfico del fondo oceánicoy muestre las rocas que lo constituyen así comolos sedimentos que las recubren. Y. oh.....sorpresa....., se descubren los accidentesgeológicos mas impresionantes del planeta,dorsales que con una altura promedio de 3,5 km.y una longitud de 72000 km. recortan todos losocéanos de la Tierra., Pero la sorpresa fue mayoral no encontrarse sedimentos anteriores a la eraterciaria, y distribuidos en una cobertura pocopotente, de escasas decenas de metros que seadelgazan progresivamente hacia el centrooceánico, apoyados sobre rocas volcánicas

frescas. Esto llevo a un relevamiento de mayordetalle que arrojo resultados insospechados. Laslavas que cuando solidificaron formaron losbasaltos del fondo oceánico comenzaron acristalizar hace unos 150 ma. el los océanosAtlántico e Indico y unos 200 ma. en el Pacifico.Es decir en una Tierra de 4500 ma. los fondosmarinos son demasiado jóvenes.

-—1960 Harry Hess Teoría de la Expansión delfondo Oceánico

Hess, el mismo que trabajo en las leyes del calor,en química, propone un modelo asombroso paraexplicar los resultados del año geofísico: el fondooceánico surge de las dorsales y divergelateralmente, ensanchándose, para luegohundirse debajo de los continentes integrándoseasí al manto de la Tierra. Harry propone unreciclaje que se completaría en 150 a 200 mal.Esto explicaría porque si el hueco del Pacifico estan antiguo como la Tierra misma su suelo tieneapenas 200 ma., y concuerda con las ideas deWegener de la ruptura del Godwana hace 150ma. Para este autor las dorsales son denaturaleza volcánica, y apoya tal afirmación enlas anomalías positivas del flujo calórico de latierra que allí se detectan. Por contrapartida enlos bordes del océano Pacifico principalmente dellado sudamericano estas anomalías sonnegativas. ¿ Será que el suelo oceánico alhundirse provoca una disminución de latemperatura en su trayectoria ?.

—1962-66 Frederick Vine - Robert MathewsPaleomagnetismo de los Fondos Oceánicos

El campo magnético de la Tierra surge delNúcleo. Este se estructura en una parte centralsólida rodeada de una esfera aparentementeliquida, compuesta por una aleación metálica deFe-Ni y un poco de S. Esta disposición se debeposiblemente a que su solidificación aun no haconcluido. La parte interna puede ser unasegregación de la parte sólida que cayo al centro

TECTÓNICA DE PLACAS ENLOS PLANETAS TELÚRICOS

Litosfera y corteza no son la mismacosa. La primera se define por surigidez mientras que la segunda porsu composición y densidad.

Expansión y subducción, dos aspectoscomplementarios del mismo fenómeno

Texto:Alicia Castro - Claudino FontaiñaDiagramación:Gabriel Otero



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atraída por la gravedad. Esta composición yestructuran se manifiestan en una dinámica tipoelectrodinamo, regidaºpor las reglas delhidromagnetismo.La convección en la parteliquida agita los materiales que debido al enlacemetálico y a la presencia de un campo eléctricogeneran un campo magnético. Este campo secomporta en la mayor parte de su historia comobipolar, pero debido a la irregularidad de losmovimientos conductivos, esporádicamentepierde intensidad , se vuelve multipolar y seinvierte. En 1958 se constataron 9 inversionesen los últimos 4 ma. en estudios realizadosen rocas volcánicas continentales. Vine yM a t h e w s d e s c u b r i e r o n q u e e s t a sinvers iones aparecen registradas en losbasal tos de l suelo con una d is t r ibuc ións imétr ica respecto a las dorsa les.

De esta forma no solocomprobaron laexpansión sino ademásun método para medirla,2,5 cm por año. ¿ Comose registran estasinversiones ? Gracias auna propiedad física , elferromagnetismo. Losm i n e r a l e sferromagneticos alcristalizar se orientan enla dirección de polo Nmagnético. Tal es elcaso de la magnetita delos fondos oceánicos.¿Por que la formulaquímica de la magnetitaes Fe304 ? Parece quees la suma de los óxidosférrico y ferroso: Fe203+ Fe0.

—1966 Tuzo WilsonTeoría de las fallas deTransformación.

Este científico estudialas fallas laterales querecortan las dorsales ydescubre que seoriginaron por el

desgarramiento de la litosfera, elabora entoncesposibles modelos para explicar los esfuerzos quedieron origen a las dorsales.

Otros antecedentes queentonces cobran sentido

—1930 Arthur HolmesTeoria de las Corrientes deConvección del Manto de la Tierra

LA CONVECCIÓN ES EL MOTORQUE MUEVE LAS PLACAS

Este autor propone que los materiales del mantosufren ciclos convectivos debido a las diferenciasde temperaturas con la profundidad. La materiamas caliente del manto profundo es impulsadaen forma de chorro hacia arriba debido al empujade los volátiles, en el camino la energía térmicase disipa y entonces al enfriarse vuelve adescender impulsada esta vez por la gravedad.Esta trasiego de materia con el consiguientegasto de energía, que representa una partesignificativa de la búsqueda de equilibrio térmicode la Tierra, podría ser la causa de la ruptura dela litosfera y de los desplazamientos de las partesresultantes, que hoy llamamos Placas.

Se observa la expansión del fondo oceánico, sobre elbasalto aparecen las franjas de polaridad alternasdebidas a las inversiones del campo magnético

Falla de transformación, la Litósfera se desgarra



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—1954 Benioff Teoría de los Planos

Este sismologo descubre que los focos de losterremotos que bordean el Pacifico en el limitecon los Andes, se hacen gradualmente masprofundos en dirección al continente. Estos focospueden reunirse en un plano que buza ¨-anguloentre cualquier plano y el horizontal- 45 grados.

Se puede interpretar que estos focos delineancon precisión el hundimiento del fondo del Pacificodebajo del continente americano.

¿Que dice la Teoría?

La Litosfera se divide en placas rígidas que sedeslizan sobre la Astenosfera plástica impulsadaspor las corrientes de convección del manto de laTierra y seguramente por las diferencias relativasde densidades, es decir por la gravedad. Estasplacas pueden se de naturaleza continental uoceánica , o de ambas. Los limites entre ellaspueden ser convergentes o divergentes.En el primer caso tenemos la subduccion de unaplaca oceánica bajo una continental que es demenor densidad, o la obduccion generada por elencuentro de dos placas continentales de igualdensidad, como por ejemplo la de India y Eurasia.En el caso de los limites divergentes tenemos laapertura del fondo oceánico en las dorsales, quefuncionan como zonas de creación, o losdesplazamientos laterales a lo largo de las fallasde transformación como en San Andrés.Los limites entre las placas coinciden con laszonas sísmicas y volcánicas del planeta,

¿Que sabemos hoy como consecuencia delavance tecnológico? es decir ¿que podemosagregar?

C o n e l G P S p o d e m o s s e g u i r a l m me l d e s p l a z a m i e n t o d e l a s p l a c a s .V a r i a e n t r e p o c o s m m y u n o s 2 8 c m .- ¿ d o n d e t a n t o ? e n e l P a c i f i c o c e r c ad e l a i s l a d e P a s c u a .U t i l i z a n d o l a To m o g r a f í a S í s m i c aC o m p u t a d a , p o d e m o s c r e a r m o d e l o sm u y p r e c i s o s d e l o s m o v i m i e n t o s e nl a s z o n a s d e l a s f a l l a s d et r a n s f o r m a c i ó n , q u e n o s p e r m i t e nv i s u a l i z a r p l u m a s d e m a g m ar e s p o n s a b l e s d e l a d e s i g u a ld i s t r i b u c i ó n d e v e l o c i d a d e s e n l o sm o v i m i e n t o s d e l a s p l a c a s a a m b o sl a d o s d e l a s d o r s a l e s , y p o r e n d ed e l a s f a l l a s d e t r a n s f o r m a c i ó n .C o n l a C a r t o g r a f í a S a t e l i t a lt r a z a m o s m a p a s d e d e t a l l e d e l al i t o s f e r a , q u e n o s a y u d a n a p r e d e c i rl o s f u t u r o s d e s p l a z a m i e n t o s

Con los relevamientos gravimetricos satelitalespodemos precisar aun mas los accidentes de latopografía de la litosfera, por ejemplo plieguesque denoten futuras fracturas........................

¿Que se sale del modelo?

Los puntos calientes, que son cadenas devolcanes alineados en el interior de lasplacas. Están situados directamente sobreun foco de ma te r i a l r ad iac t i vo endesintegración, alimentados por energíanuclear. En el caso del Hawai nos permitenseguir con exactitud el desplazamiento dela p laca del Paci f ico hacia e l NNE.. amed ida que l a p laca se mueve vanapagándose unos tras otros al desfazarsedel punto caliente.La sismicidad intraplacas, como la queocurre en América del Norte, en el centrode l cont inente , y que responde a unareactivación de antiguos limites. Las placascambian a lo largo de la historia del planeta.

Zona de subducción, la línea amarilla es unaproyección del plano que une los focos de losterremotos que bordean el continente

E n c u e n t r o d e d o s p l a c a sc o n t i n e n t a l e s , l o s p u n t o s n e g r o sr e p r e s e n t a n l o s f o c o s d e l o s s i s m o s



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¿Volcanes alineados siguiendo elmovimiento de las placas?

Tectónica de placas enlos planetas telúricos

En Marte se han podido detectar zonas desubduccion en el valle de Ares, con rocas comolas que aparecen en estos lugares en la Tierra,andesitas, volcanes alineados como los puntoscalientes y que se disponen paralelas a zonasdel valle Marineris que se parecen visualmente alas fallas de transformación, En nuestro planetala alineación de estos volcanes se debe aldesplazamiento de las placas sobre una zona conun flujo térmico muy elevado, y las fallas detransformación se producen transversalmente alas dorsales en los sitios de menordesplazamiento.Tambien se han detectado zonascon inversiones simétricas del campo magnético..aunque situadas sobre las rocas queconformarían la corteza continental , en la zonade Arabia Terra. .Pero el actual campo magnéticode Marte parece provenir en gran medida de sumanto que es mas rico en Fe que el de la Tierray no es bipolar como el terrestre. Esto indicaríaque en este planeta los procesos ocurrieron enforma episodica.Entonces en el pasado Martetuvo un equilibrio térmico distinto al actual, conun nucleo parecido al terrestre que suministrocalor, conveccion mediante, al mantoposibilitando la dinámica de su litosfera. Ahora,el manto pudo enfriarse lo suficiente como paraminimizar la convección y detener la tectónicade placas, para luego ir acumulando calorprocedente de la desintegración nuclear yrecomendar el proceso, hasta un punto tal dondelas diferencias térmicas con el núcleo seaquietaron y todo volvió a decaer.Entonces Marte plantea la posibilidad decomprender la relación entre un campo magnéticoglobal y la dinámica de las placas, y plantea elinterrogante de causa-consecuencia entre estosdos procesos. Además nos puede ayudar a

comprender la relación entre los gradientestérmicos y la magnitud de los procesos,concretamente la relación entre las dinámicasexterna e interna.No se ha podido detectar en este planeta nivulcanismo ni sismicidad actuales, lo que indicaríaque hoy las placas no se están desplazando,aunque rocas volcánicas recientes y fracturas querecortan cráteres de impacto muy modernasindicarían una geología activa, y en la Tierra estolleva a la Tectónica de Placas..Pero no hay que olvidar la enrarecido atmósferade Marte que por un lado influyo en un equilibriotérmico que tuvo pasajes de gradualidadalternados con episodios de quietud, y por orolado determino la vulnerabilidad de su litosfera alos impactos de meteoritos, que sabemos son unade las principales causas de los sismos y de laserupciones volcánicas.

En Venus , desde la cartografía realizada porPioner , y las observaciones con elradiotelescopio de Arecibo, se han detectadoaccidentes geológicos que combinan volcanesmuy jóvenes con fallas semejantes a las queconforman las rift meso-oceanicos. Sin embargola topografía venusina parece corresponder afondos oceánicos poco diferenciados y a unaescasa corteza continental. Esta ultima en laTierra se forma en los limites entre las placas.Los estudios posteriores de la sonda Magallanes,fueron en parte dirigidos a buscar pruebas de laexistencia de una dinámica de placas. Para ellose efectuaron relevamientos topográficos ygravimetricos de detalle en búsqueda de dorsalesy zonas de subduccion. y no hubo éxito alrespecto. Aquí la interpretación de los datos es

lo interesante. Venus por su elevadisimatemperatura de la superficie impide la presenciade agua liquida, lo que a su vez minimiza lasdiferencias entre los espesores de la litosfera alno posibilitar una compensación hidrostática, yentonces se requeriría un detalle mucho mayorpara captar las diferencias entre la litosferaengrosada correspondiente a las zonas de lasdorsales y la adelgazada de las zonas desubduccion.. ¿Además esta temperatura en laatmósfera (500 aprx) disminuiría el gradientetérmico con la litosfera hasta minimizar laconvección ? ¿ Entonces cual es la fuente decalor que alimento esos volcanes y deformo sulitosfera ? ¿Que procesos renuevan su superficie ?

Mercurio se caracteriza por su enorme nucleo,que se cree que ocupa el 42 % del volumen delplaneta Este es de Fe metálico, lo que explicaríapor un lado le elevada densidad del planeta ( 5.54)y por otro su campo magnético global. Este ultimo,si tomamos a la Tierra como modelo, indicaríaque el núcleo esta parcialmente fundido, paraposibilitar el electrodinamo. Para que esto ultimosea posible además de Fe el núcleo debecontener aun pequeña proporción de S que ledisminuye el punto de fusión. Pero Mercurio nomuestra sobre su superficie rasgos geológicosque denoten una dinámica litosfera., y a pesarde que solo se ha logrado cartografía un 40 % dela misma, solo aparece una sucesión de cráteresde impacto que hablan de una dinámicapredominantemente externa. Un rasgo distintivoesta dado por una serie de formacionesrectilineas que atraviesan la superficieconstituyendo un enrejado cuya disposición, endirecciones perpendiculares, indicaría que songrietas debidas a una contracción de la superficie

Paleomagnetismo en el suelo marciano en una ¿zona de subducción?



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Venus presenta muy poca corteza continental en comparación con la Tierra, lo queindicaría una tectónica de placas incipiente (ver las dos imágenes al pie) en laimagen superior observamos un despliegue de la superficie de Venus donde se haindicado «Beta Regio» la zona de la corteza donde aparecen una asociación devolcanes y fallas de transformación, según los científicos planetarios, esta regiónparece similar a los Himalayas y las grietas que bordean la India

La superficie indiferenciada y cubierta de cráteres de impacto deMercurio, indica ausencia de una dinámica de placas

del planeta en un periodo en el cual a unimportante enfriamiento se le sumo un frenadoen la rotación. Esto debe de haber ocurrido enlos albores del planeta ya que estos accidentesno atraviesan el Cráter Caloris, cuyo origen seremonta a los 3600 ma.

similar). Esto podría ser materia aportada por loscometas que continuamente están impactandola superficie del planeta, o ¿ podría tener unorigen interno. ? .Resumiendo no aparecen los accidentes propiosde la tectónica de placas y si bien hay un campomagnético global no se conocen los procesosde intercambio de energía como para teorizaracerca de un posible motor.

En la Luna cuya s estructuras y composicion, seconocen con un detalle muy cercano al de nuestroplaneta no hay indicio alguno de tectonica deplacas. Nuestro satelite se tratara en otraoportunidad.

BIBLIOGRAFÍAHolmes, A. Geología Física. ED. Omega. 1973.Khan, M.A., Geología Global, Ed. Paraninfo,1980

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Royer, J.R. La tectonica del Oceano Indico,N* 134, abril vol. 13, pag. 336.

Video documental:La máquina viviente. Serie Planeta TierraIBM

Algo para tener en cuenta es que a pesar de laintensidad del viento solar, que multiplica x 10 laterrestre, Mercurio tiene una tenue atmósfera deH, He y O, y que en sus regiones polares se hadetectado una sustancia que podría ser agua oazufre (ambos tienen una reflectividad radarica