TEMA 1: ESTRUCTURA DE LA TIERRA - 1º BACH - PDF

BIOLOGÍA , GEOLOGÍA Y CIENCIAS AMBIENTALES 1º BACH TEMA 1: ESTRUCTURA DE LA TIERRA TECTÓNICA DE PLACAS 1.- Métodos de estudio de la geología. 2.- El estudio de la estructura interna de la Tierra. 3.- Estructura y composición de la Tierra....

BIOLOGÍA , GEOLOGÍA Y CIENCIAS AMBIENTALES 1º BACH TEMA 1: ESTRUCTURA DE LA TIERRA TECTÓNICA DE PLACAS 1.- Métodos de estudio de la geología. 2.- El estudio de la estructura interna de la Tierra. 3.- Estructura y composición de la Tierra. 4.- De la deriva continental a la tectónica de placas 5.- Tectónica de placas 1.- Métodos de estudio de la geología. Para llevar a cabo el estudio y la comprensión de la Tierra como planeta se utilizan desde hace bastante tiempo una serie de técnicas y de herramientas. 1.1 Métodos tradicionales de trabajo en geología: Para conocer sobre todo la superficie terrestre es la observación directa del medio mediante el trabajo de campo y asociar los resultados de éste a experimentaciones y e investigaciones. El estudio geológico implica una serie de actuaciones ordenadas: a) Documentación previa y planificación del trabajo: Incluye búsquedas bibliográficas sobre la zona a estudiar como libros, mapas geológicos y topográficos, fotos aéreas, etc… b) Trabajo de campo: Los geólogos estudian en el campo cómo son los afloramientos rocosos, su contenido en fósiles, los efectos de la erosión, y otras características. Son instrumentos del geólogo de campo la lupa, el martillo de geólogo, brújula, etc… Un tipo especial de toma de muestras se realiza mediante sondeos, que son perforaciones en el terreno para conocer la naturaleza de los materiales a cierta profundidad. De las perforaciones se obtienen testigos continuos que informan sobre si los materiales están consolidados o si existen fragmentaciones en los mismos. c) Trabajo de laboratorio: Como complemento a las observaciones en el campo están los métodos de laboratorio en donde se van a analizar y caracterizar los materiales recogidos. Entran dentro de este terreno la determinación de rocas y fósiles, que a veces son microscópicos y necesitan la utilización de la lupa binocular. También los minerales que se recogen en el campo recitan ser analizados e identificados, por ello cuando existen dudas sobre su identidad se puede utilizar el microscopio petrográfico que analiza láminas delgadas de minerales o rocas. El microscopio petrográfico tiene algunas características distintivas con respecto al microscopio biológico. La diferencia principal es que puede BIOLOGÍA , GEOLOGÍA Y CIENCIAS AMBIENTALES 1º BACH utilizarse la luz polarizada, que se caracteriza por vibrara en un único plano, mientras que la luz no polarizada vibra en todos los planos. Otros aparatos utilizados son el microscopio electrónico y el de difracción de rayos X. d) Divulgación y aplicaciones sociales y económicas. La divulgación de un trabajo que se realiza es el último paso de una investigación científica. Puede ser meramente teórica a través de un artículo o de un libro, o tener una aplicación práctica, como por ejemplo un mapa de recursos minerales. 1..2 Las nuevas tecnologías en la investigación de la geología: En los últimos años se ha desarrollado un gran despliegue de nuevas tecnologías en el conocimiento de la Tierra. a) Sistema de localización por satélite. Se trata de una técnica que calcula de forma absoluta y global la latitud, longitud y altura de cualquier punto de la tierra. Dentro de ellos el GPS es el más utilizado. El GPS (Global Positioning System) es un sistema de posicionamiento o radiolocalización basado en la captación por un receptor especial, de las señales emitidas por una red de 24 satélites que giran en seis órbitas ubicadas aproximadamente a 20000 kilómetros de la tierra. El usuario recibe las señales emitidas cada milisegundo por cuatro o más satélites situados en la línea de visión que permiten determinar sus coordenadas geográficas, con un a precisión milimétrica, así como la velocidad con que se mueve. Estos aparatos han dado un fuerte impulso a la Geodesia espacial o conocimiento de la forma de la Tierra. Permiten además medir los desplazamientos de las placas, y la velocidad a la que se mueven, variaciones del nivel del mar, vigilancia y seguimiento de los volcanes y glaciares, estudio de los movimientos de las fallas para la prevención de los terremotos. b) La teledetección. Es un conjunto de técnicas que permiten la adquisición de información sobre la Tierra y otros cuerpos celestes a distancia. Esta técnica permite obtener imágenes a partir de las longitudes de onda del espectro electromagnético que emite la superficie a estudiar. Las imágenes se adquieren por sensores incorporados a satélites, aviones o aparatos de tierra que miden las variaciones de intensidad de radiación electromagnética emitidas desde la superficie terrestre. Un tipo de sensor activo es el radar, que emite radiaciones de distintas longitudes de onda del espectro electromagnético dirigidas a una superficie, y capta las radiaciones que refleja dicha superficie. Entre las principales aplicaciones de la teledetección esta la real ización de mapas geológicos y de suelos, localización de yacimientos minerales, paleontológicos, evaluación de recursos hídricos, etc… BIOLOGÍA , GEOLOGÍA Y CIENCIAS AMBIENTALES 1º BACH c) Sistemas de Información geográfica (SIG). Integración organizada hardware, software y datos geográficos. Se trata de un sistema informático diseñado para el manejo y análisis de la información cartográfica y su integración con otros datos. Su utilidad principal radica en la gran cantidad de información que se puede interrelacionar y superponer, que permiten elaborar modelos o representaciones del mundo real a partir de bases de datos informáticos. Estos modelos permiten hacer simulaciones de fenómenos naturales o generados por el hombre, y posteriormente evaluar las consecuencias de las decisiones y planificación sobre los recursos existentes en el área de interés. BIOLOGÍA , GEOLOGÍA Y CIENCIAS AMBIENTALES 1º BACH 2.- EL ESTUDIO DE LA ESTRUCTURA INTERNA DE LA TIERRA. Para dar una explicación satisfactoria de muchos de los fenómenos naturales que tenemos en la superficie terrestre hay que tratar de comprender como es nuestro planeta por dentro. a) MÉTODOS DE ESTUDIO DEL INTERIOR TERRESTRE. Para estudiar como es la Tierra en su interior los científicos utilizan dos tipos de métodos de estudio: los métodos directos que supone el análisis directo de los materiales que afloran a la superficie terrestre, y los métodos indirectos que se apoyan en cálculos y deducciones a partir de los datos obtenidos al estudiar las propiedades físicas de los materiales que componen la Tierra. Este es el dominio de la Geofísica. a.1 MÉTODOS DIRECTOS a.1.1 Observación y estudio de las rocas que aparecen en la superficie terrestre, la mayor parte de las rocas que hay en la superficie terrestre se han originado en la misma superficie (Rocas Sedimentarias), pero algunas se han formado en el interior (Rocas Magmáticas y Rocas Metamórficas) aunque actualmente afloren a la superficie al haber sido erosionados los materiales que las cubrían. a.1.2 Sondeos. Consisten en la extracción de muestras de rocas situadas en profundidad. Por su complejidad tan sólo se pueden alcanzar algo más de una decena de kilómetros. El sondeo más profundo realizado hasta hoy se hizo en 1984 en la península de Kola (Mar Blanco, Rusia) y alcanzó 13 km de profundidad. BIOLOGÍA , GEOLOGÍA Y CIENCIAS AMBIENTALES 1º BACH a.2 MÉTODOS INDIRECTOS a.2.1 Análisis de los meteoritos. Estos fragmentos de planetesimales que se hallan en el Sistema Solar entre las órbitas de Marte y Júpiter pueden caer en la superficie de los planetas y también de la Tierra, de los que han caído sobre la superficie terrestre se han hecho análisis químicos que nos dan una idea de la composición de nuestro planeta. Si suponemos que todo el Sistema Solar tuvo un origen común estos fragmentos nos dan las claves para entender de que materiales está hecho nuestro planeta por dentro. Así la teoría que hoy se defiende de la composición en Hierro y Níquel del núcleo interior terrestre se debe al análisis de un tipo de meteoritos. a.2.2 Método gravimétrico. Este método estudia las variaciones de la gravedad en distintos puntos de la superficie terrestre. Para conocer la causa de las variaciones de la gravedad de la Tierra debemos recordar la Ley de la Gravitación Universal de Newton, según la cual un objeto situado en la superficie de la Tierra o cerca de ella, es atraído por una fuerza, la fuerza de la gravedad, dirigida hacia el centro del planeta (F=G Mm/d2). El valor de la gravedad se mide por la aceleración g (g=GM/d2), cuyo valor medio es 9,81 m/s. Si la Tierra fuese homogénea y de radio constante, el valor de la gravedad sería igual en todos los puntos de la Tierra. Pero el valor varía debido a la latitud, la altitud, los distintos relieves y la distribución de las masas en el interior de la Tierra. Se denomina anomalía gravimétrica de un punto a la diferencia entre el valor real de la gravedad, que se mide con un gravímetro, y el valor teórico, calculado matemáticamente para ese punto. (A=g real – g teórica) Se sabe que cuanto mayor es la densidad de los materiales en un punto, mayor es el valor de la gravedad en ese punto. Se observa que en las montañas, la anomalía gravitatoria es negativa, es decir que el valor real de la gravedad es inferior al teórico; esto implica que hay materiales de menor densidad. BIOLOGÍA , GEOLOGÍA Y CIENCIAS AMBIENTALES 1º BACH En los océanos, la anomalía es positiva, el valor real es superior al teórico. Estas diferencias se deben a que la Corteza Oceánica es más densa que la Corteza Continental. Esta técnica también se utiliza para determinar la existencia de estructuras geológicas y en la búsqueda y prospección de carbón, gas, petróleo y yacimientos minerales. a.2.3 Método magnético. A partir de la presencia del campo magnético terrestre que nos protege de las radiaaciones solares, se ha deducido la existencia de un núcleo exterior de hierro fundido animado de intensas corrientes de convección que giran alrededor de un nícleo interno sólido b) EL MÉTODO SÍSMICO Y SU APORTACIÓN AL CONOCIMIENTO DEL INTERIOR TERRESTRE Cuando tiene lugar un terremoto, las vibraciones sísmicas que se producen se transmiten por el interior del planeta. La energía que se libera viaja en forma de ondas en todas las direcciones a partir de un punto o una zona llamada foco o hipocentro, que es la zona donde se origina el terremoto. El punto o la zona de la superficie situado en la vertical del foco, a la que llegan primero los trenes de ondas y en donde se producen los mayores desastres se denomina epicentro. Las ondas sísmicas se clasifican en Ondas Profundas y Ondas Superficiales, las primeras son las que se transmiten desde el hipocentro hasta el epicentro y a su vez se dividen en Ondas Primarias (P) y Ondas Secundarias (S). ONDAS PROFUNDAS *Ondas Primarias (P), longitudinales o de compresión: las partículas sobre las que se transmiten estas ondas oscilan paralelamente a la dirección de propagación. Son las más rápidas y por consiguiente las primeras en llegar al sismógrafo y ser registradas. Viajan BIOLOGÍA , GEOLOGÍA Y CIENCIAS AMBIENTALES 1º BACH por el interior de la Tierra a velocidades que van desde 5,6 a 13,6 km/s según las zonas que atraviesan. La expresión que regula su velocidad es: Las ondas P se transmiten por los sólidos y por los líquidos. *Ondas Secundarias (S), transversales o secundarias: las partículas sobre las que se transmiten oscilan en un plano perpendicular a la dirección de propagación y presentan una componente vertical. Se registran en segundo lugar puesto que son más lentas (3,4a 7,3 k/s). La expresión que regula su velocidad es: Solamente se propagan por los sólidos porque los líquidos tienen rigidez cero. ONDAS SUPERFICIALES BIOLOGÍA , GEOLOGÍA Y CIENCIAS AMBIENTALES 1º BACH Se generan cuando las anteriores alcanzan la superficie, por la que se propagan. Son responsables de la mayoría de los daños. Son las R y L El método sísmico se basa en analizar las variaciones en la trayectoria y la velocidad de propagación de las ondas P y S al atravesar rocas de distinta composición, en diferente estado físico o con características diversas. Ya que la velocidad de las ondas sísmicas depende de parámetros internos de los materiales, los cambios en la velocidad de las ondas se pueden interpretar como cambios en los materiales. Se ha comprobado experimentalmente que la velocidad de propagación y la trayectoria de las ondas sísmicas varía con la profundidad lo que quiere decir que la Tierra es un planeta heterogéneo. De estas experiencias nació el concepto de Discontinuidad Sísmica que es una zona del interior terrestre situada a una determinada profundidad en la que se experimenta un cambio brusco en la velocidad de las ondas sísmicas, lo que se interpreta como un cambio en la composición en el estado físico o en la densidad de los materiales. Las discontinuidades sísmicas delimitan distintas capas de diferentes materiales, las más importantes reciben el nombre de los investigadores que las descubrieron, así por ejemplo la Discontinuidad de Mohorovicic que separa la Corteza del Manto debe su nombre a un geólogo yugoslavo Andrija Mohorovicic, que fue el precursor del uso de la propagación de las ondas sísmicas para detectar el paso de la Corteza al Manto BIOLOGÍA , GEOLOGÍA Y CIENCIAS AMBIENTALES 1º BACH Discontinuidad Profundidad Interpretación geofísica De Mohorovicic o 7km océanos Cambio de composición: de rocas igeras y Moho (1909) 35-70 km ricas en silicio y aluminio a otras mas continentes densas , ricas en hierro y magnesio( peridotitas) De Gutenberg A 2900 km Cambio de composición y de estado físico : ( 1914) del manto rocoso y sólido al Nucleo externo metálico y fundido De Lehman (1936) A 5150 km Cambio e estado físico: Del núcleo externo fundido al núcleo interno sólido 3. ESTRUCTURA Y COMPOSICIÓN DE LA TIERRA. Existen dos criterios para diferenciar las capas que componen el interior terrestre. - Su composición química ( capas geoquímicas). Capas que están ordenadas según una densidad creciente hacia el centro el planeta: corteza, manto y núcleo. - Criterio dinámico. Las capas se diferencian por sus propiedades físicas y su comportamiento mecánico: litosfera, astenosfera, mesosfera y endosfera 3.1.MODELO GEOQUÍMICO En este epígrafe vamos a explicar las características de cada una de las capas del Modelo Estructural de la Tierra. BIOLOGÍA , GEOLOGÍA Y CIENCIAS AMBIENTALES 1º BACH LA CORTEZA Está en contacto en su parte superior con la Atmósfera y en ella tienen lugar los Procesos Geológicos Externos. Su límite inferior es la Discontinuidad de Mohorovicic que separa la Corteza del Manto. Su espesor es variable entre los 5 y 10 kms en los océanos, y alrededor de los 33 kms en los continentes aunque se han medido espesores de hasta 80 kms en las cordilleras montañosas. Generalmente cuanto más elevada es la topografía de una región, a mayor profundidad se encuentra la discontinuidad de Mohorovicic, es decir, la corteza tiene mayor espesor. Se distinguen dos tipos de corteza dependiendo de que esté sumergida o emergida del agua de los océanos. Corteza Continental: es la que está emergida del agua y forma parte de los continentes, está compuesta fundamentalmente por rocas plutónicas como el granito y el gabro, y volcánicas como el basalto, que se formaron por enfriamiento de la superficie terrestre en las primeras épocas de la Tierra cuando todavía era una bola incandescente que se fue enfriando y cediendo calor poco a poco. Además ocupando más del 75% de la Corteza Continental está cubierta de Rocas Sedimentarias, aunque cuantitativamente son menos importantes. Se puede encontrar corteza continental muy antigua, con edades comprendidas entre los 600 y los 3000 millones de años. Las rocas más antiguas se encontraron en Groenlandia y datan de 3800 millones de años. Las rocas magmáticas de la Corteza pueden estar metamorfizadas en distintos grados dependiendo de la profundidad a ala que se encuentren, la mayoría de ellas se suponen próximas a las eclogitas que se forman por el metamorfismo de los gabros. Corteza oceánica: es más moderna que la Corteza Continental, ya que como veremos con más detalle casi toda se ha formado por una actividad de al Astenosfera en lo que se ha venido en llamar la Expansión del Fondo Oceánico BIOLOGÍA , GEOLOGÍA Y CIENCIAS AMBIENTALES 1º BACH El grosor de la Corteza Oceánica es menor que el de la Corteza Continental, se supone que abarca de 6 a 18 kms. Está constituida por una capa superior de espesor variable de sedimentos, una intermedia de coladas basálticas solidificadas en forma de almohadillas (pillow-lavas) y otra inferior más gruesa constituidas por rocas plutónicas básicas como los gabros y las peridotitas. EL MANTO Es la capa intermedia sólida de la Tierra, se sitúa entre la Corteza y el Núcleo, y representa el 83% del volumen total del planeta. Se extiende desde la Discontinuidad de Mohorovicic hasta la de Gutembreg, situada a unos 2900 kilómetros de profundidad, donde se produce una disminución de la velocidad de la propagación de las ondas P y desaparecen las ondas S (no se transmiten). Aunque no se ha podido comprobar de manera directa, la mayoría de los científicos consideran que el Manto está formado por peridotita que es una roca magmática básica oscura formada por minerales de punto de fusión muy elevado como el olivino, la plagioclasa cálcica y los piroxenos. Algunos autores admiten la existencia de un Manto Superior y un Manto Inferior situando la frontera entre ambos en los 700 kms de profundidad. En el primero es donde se localiza la Astenosfera del Modelo Dinámico y se cree que en esta capa se producen los fenómenos de las Corrientes de Convección que explicaremos más adelante. EL NÚCLEO Se trata de la capa más profunda de la Tierra que está constituido por hierro, aunque también forman parte otros elementos como el oxígeno, azufre y silicio. La temperatura del núcleo es muy elevada, alcanza los 4700 ºC. Tiene un radio de 3470 kms, más de la mitad del radio terrestre y representa el 16% del volumen del planeta y se supone el 32% de su masa. Se diferencian dos regiones: Núcleo externo: se encuentra en estado fluido, ya que las ondas S no lo atraviesan. Es muy denso. En estas condiciones de hierro fundido y a elevada temperatura, se producen corrientes turbulentas y movimientos helicoidales de las masas de hierro que producen el campo magnético terrestre. Núcleo interno: Comienza a los 5100 kms de profundidad, en esta zona comienza a registrarse un aumento de la velocidad de las ondas P en la denominada Discontinuidad de Wiechrt Lehmann. El Núcleo Interno se encuentra en estado sólido. Se supone que también la presión y la temperatura son muy elevadas. 3.2. MODELO DINÁMICO Los estudios de transmisión de las ondas sísmicas han detectado en el manto superior una zona en la que se produce un ligero descenso de la velocidad de las ondas sísmicas al atravesarla. Esta zona de baja velocidad de las ondas sísmicas se ha interpretado por los geofísicos como una capa de materiales plásticos con rigidez muy pequeña, que hace pensar que estos materiales podrían estar BIOLOGÍA , GEOLOGÍA Y CIENCIAS AMBIENTALES 1º BACH fundidos o en estado de semifusión. Se supone que en estos enclaves es donde estarán localizados los fluidos magmáticos, que dan lugar a las manifestaciones volcánicas de la superficie, esta capa del Manto se llamó Astenosfera. El límite superior de esta capa entre los 50 y los 70 kms en las zonas oceánicas y entre los 100 y los 150 kms en las zonas continentales y el límite inferior está entre los 250 y los 260 kms de profundidad aunque algunos autores lo sitúan a 400 kms. Desde el límite superior de la Astenosfera hasta la superficie terrestre se le llama Litosfera, y hoy sabemos que ésta se distribuye en trozos grandes denominados Placas que flotan sobre la Astenosfera. Los dos últimos términos Litosfera y Astenosfera forman parte de un nuevo modelo de la compresión del interior terrestre que sirve para explicar la mayoría de los acontecimientos geológicos pasados y actuales basados en la energía interna de la Tierra. Es este el Modelo Dinámico de La Tierra que modifica el Modelo Estructural y convive con él. El Modelo Dinámico de La Tierra tiene 4 capas Litosfera y Astenosfera antes mencionadas y Mesosfera que corresponde con una parte del Manto superior y el Manto inferior y la Endosfera que corresponde en el Modelo Estructural al Núcleo terrestre. BIOLOGÍA , GEOLOGÍA Y CIENCIAS AMBIENTALES 1º BACH 4. DE LA DERIVA CONTINENTAL A LA TECTÓNICA DE PLACAS En 1912 el geofísico y meteorólogo Alfred Wegener (1880-1930) publicó la teoría de la deriva continental, en la que se exponía que, hace millones de años todos los continentes se encontraban unidos formando un supercontinente ( Pangea) rodeado de un amplio océano denominado Panthalasa. 4.1. PRUEBAS DE WEGENER Existen una serie de argumentos que apoyan la teoría de Wegener, que son los siguientes: Argumentos geográficos: Wegener se dio cuenta de que los continentes actuales encajaban como las piezas de un puzzle, teniendo en cuenta que la línea de unión entre los continentes no es la línea de costa actual sino la de la Plataforma Continental. BIOLOGÍA , GEOLOGÍA Y CIENCIAS AMBIENTALES 1º BACH Argumentos paleontológicos: Wegener estudió la distribución mundial de muchos fósiles como el Mesosaurus un reptil que vivió hace 270 millones de años en las costas de Sudáfrica y Suramérica; el Lystrosaurus un reptil mamiferoide algo posterior, que vivió en África, la India y la Antártida. Él dedujo que si son correctas las ideas evolucionistas, especies que van divergiendo de un antecesor común, los hallazgos de estos fósiles en lugares tan separados indican que los continentes estuvieron en su día unidos, ya que estos animales no pudieron desplazarse a nado distancias tan largas. Glossopteris fue un vegetal que vivió hace 300 y 250 millones de años en continentes hoy tan alejados como África, India, Antártida y Australia. Argumentos geológicos: Wegener analizó ciertas cordilleras y otras formaciones geológicas a ambos lados del Atlántico, comprobó que existía una continuidad en las estructuras geológicas. Sus palabras textuales para defender su teoría fueron: “…es como si compusiéramos los trozos de un periódico roto atendiendo sólo a su forma y luego intentáramos leer los renglones a través de la rotura…” Argumentos paleoclimáticos: en continentes muy alejados hoy y que tienen climas tropicales actualmente, podemos encontrar la existencia de depósitos glaciares, llamados tillitas. Debajo de este “escombro glaciar” se encuentran rocas que contienen marcas que demuestran el avance del hielo que se continúan en los continentes que hoy se encuentran alejados. 4.2. PRUEBAS PALEOMAGNÉTICAS A partir de la década de 1950 , la idea de las traslaciones continentales se revitalizó como consecuencia de los estudios de paleomagnetismo y de la exploración del fondo oceánico PALEOMAGNETISMO Las rocas que contienen minerales ricos en hierro presentan un magnetismo fósil, impreso en los minerales en el momento de su formación , que se denomina magnetismo natural remanente y lo causa el campo magnético terrestre, este campo magnético varía a lo largo del tiempo, de manera que los minerales adquieren el magnetismo que tenga la Tierra en ese momento. El estudio del campo magnético de la Tierra en el pasado se denomina paleomagnetismo y se realiza mediante el análisis del campo magnético registrado en las rocas en el momento de su formación BIOLOGÍA , GEOLOGÍA Y CIENCIAS AMBIENTALES 1º BACH LA EXPANSIÓN DEL FONDO OCEÁNICO Robert Dietz , en 1961, y Harry Hess en 1962, sugirieron la idea de que en la zona central de las dorsales oceánicas ocurría el ascenso e materiales el interior terrestre, que se incorporaban a ella mediante procesos convectivos. Debido a esto , el fondo oceánico se desplazaba en ambos sentidos para permitir la acomodación de la corteza oceánica recién creada. La hipótesis de la expansión del fondo oceánico no se aceptó hasta que, en la década de 1960, se observó la existencia de unas bandas con inversiones magnéticas situadas de forma simétrica en los fondos oceánicos. Este bandeo solo se puede explicar si se consideran las dorsales como zonas por donde se expulsa el material fundido que, al enfriarse, se magnetiza en la dirección del campo magnético terrestre existente en ese momento en la Tierra. BIOLOGÍA , GEOLOGÍA Y CIENCIAS AMBIENTALES 1º BACH 5. TECTÓNICA DE PLACAS El modelo de la Tectónica de Placas sirve para dar una explicación, mediante un enfoque unificador y coherente, a todas las manifestaciones y fenómenos geológicos de nuestro planeta, teniendo como base la energía interna de la Tierra. Tectónica significa etimológicamente “construir”, por esto la teoría se refiere a las fuerzas que han moldeado la superficie terrestre sobre todo en los últimos millones de años de existencia. El Modelo Dinámico Terrestre que establecimos al principio del tema llamaba a la primera de las capas de la Tierra LITOSFERA, con una profundidad media de 100 km. La base de toda la Teoría de la Tectónica de Placas es que la Litosfera no es una capa continua sino que está cuarteada, compuesta de pedazos más o menos grandes llamados PLACAS Una Placa es un fragmento de Litosfera más o menos extenso que flota en el manto, en el que en la superficie del interior se dan condiciones de tranquilidad sísmica y volcánica, mientras que sus bordes o límites con otras placas son zonas sísmica y volcánicamente activos. La mayoría de las placas tienen litosfera continental y oceánica y se llaman Placas Mixtas, son por ejemplo la Placa Euroasiática, la Norteamericana, la Indoaustraliana, la Suramericana, la Africana. También existen placas totalmente Oceánicas o Marinas como la Pacífica, la Antártica, la Nazca, la de Cocos, la del Caribe; y otras que son enteramente Continentales como la Placa Arábiga. Los bordes de placa se llaman también límites y pueden ser de tres tipos, dependiendo de si son zonas donde se crea, se destruye o se conserva la Litosfera. BIOLOGÍA , GEOLOGÍA Y CIENCIAS AMBIENTALES 1º BACH BORDES CONSTRUCTIVOS DE PLACA. Corresponden geográficamente a las Dorsales Oceánicas y en ellas se separan las placas por lo que también se llaman bordes divergentes, esto permite que por las fracturas pueda ascender material magmático del manto que formará la Litosfera, por ello a estas zonas también se les reconoce como fuentes de Litosfera. Son por tanto zonas por donde se expansionó el fondo oceánico, provocando la separación de los continentes. En algunas cimas de la dorsales oceánicas sobresalen por encima del nivel del mar islas volcánicas como las islas de Ascensión, Santa Elena o Islandia. En la parte central de la dorsal hay un conjunto de fracturas que forman un amplio surco llamado Rift-Valley. Las dorsales están atravesadas por numerosas fracturas que la desplazan horizontalmente, denominadas fallas de transformación. A partir de las dorsales se ha abierto el Océano Atlántico según el siguiente modelo de procesos: En este modelo se pasa por tres etapas: La de Rift africano, que es la etapa incipiente del proceso que se describe actualmente en la depresión que ocupan los, lagos del este de África (Tanganica, Turkana, Victoria, etc...). La etapa de Mar Rojo cuando fractura se ha abierto y entra un brazo de mar para formar un mar lineal, y la tercera etapa llamada de Océano Atlántico, cuando ya se ha completado la expansión y se forma el océano entre dos porciones de tierra que antes estaban unidas. BORDES DE SUBDUCCIÓN O BORDES CONVERGENTES. Se trata de los límites de placa en donde se destruye la litosfera que se ha creado en las dorsales, ya que la superficie total e la Tierra se mantiene constante. Estas zonas de subducción están marcadas por la presencia de fosas oceánicas, arcos de islas o cadenas montañosas recientes. Se llaman también bordes destructivos y sumideros de litosfera. En estas zonas en donde una placa se introduce bajo la otra se pueden producir numerosos seísmos debido a las fricciones y tensiones que producen los empujes de una placa sobre la otra. La placa que se hunde está constituida por litosfera fría, y cuando se introduce en el manto se calienta gradualmente hasta que se funde. En los bordes de subducción también se pueden producir otros acontecimientos como: BIOLOGÍA , GEOLOGÍA Y CIENCIAS AMBIENTALES 1º BACH b.1 Formación de arcos insulares : Se pueden formar arcos de islas cuando dos placas se acercan y una se introduce por debajo de la otra, fundiéndose los materiales por el rozamiento tan grande entre una y otra superficie según un plano llamado de Plano de Benioff. El material fundido puede ascender y formar una isla volcánica que, en conjunto con otras forman un arco que deje un mar interior. Son ejemplos de estos arcos de islas las Antillas, el archipiélago japonés, las Filipinas, las Marianas, las Kuriles y las Aleutianas. b.2 Formación de cordilleras pericontinentales: esto ocurre en la costa pacífica de América del Sur, en donde por colisión y subducción de una placa sobre otra se levantó por plegamiento de los sedimentos acumulados en la fosa oceánica de Perú-Chile, paralela a la costa, la Cordillera de los Andes, que recorre todo el borde occidental de América del Sur. BIOLOGÍA , GEOLOGÍA Y CIENCIAS AMBIENTALES 1º BACH b.3. Formación de cordilleras intercontinentales: Se producen por choque o colisión de placas continentales, se pudo producir también en el caso del levantamiento del Himalaya, que se supone que tuvo lugar como consecuencia del desplazamiento y choque posterior de la India contra el borde inferior de Asia en las últimas etapas de la deriva continental. Aunque en este lugar parece no haber subducción al tener las placas la misma densidad. BIOLOGÍA , GEOLOGÍA Y CIENCIAS AMBIENTALES 1º BACH BORDES CONSERVATIVOS O LÍMITES NEUTROS. Son zonas de contacto de placas en donde ni se crea ni se destruye litosfera. Se producen fallas de transformación o desgarres a través de los cuales existe desplazamiento lateral entre las dos placas que puede dar lugar a movimientos sísmicos, como ocurre por ejemplo en la falla de San Andrés situada en la costa oeste de los Estados Unidos. BIOLOGÍA , GEOLOGÍA Y CIENCIAS AMBIENTALES 1º BACH FENÓMENOS INTRAPLACA. Se da la circunstancia de que existen zonas en la superficie terrestre que aunque no corresponden a bordes de placa, tienen una gran actividad magmática situadas en el interior de una placa. Son los denominados PUNTOS CALIENTES. Zonas donde aparecen volcanes alineados o de tipo fisural. La actividad volcánica se debe al ascenso de magma muy caliente, en forma de penachos o plumas, desde zonas muy profundas del manto a través de zonas adelgazadas de la Litosfera. Como ejemplo de la actividad de un punto caliente podemos citar las islas Hawai, en el Pacífico, que constituyen un archipiélago alineado a lo largo de 2400 km en dirección NO a SE, con alguna isla del archipiélago en donde existen volcanes activos. Al parecer las islas volcánicas se van formando sucesivamente a medida que la placa pacífica, en su desplazamiento hacia el Noroeste, pasa sobre un punto caliente. Cuando la isla volcánica, situada sobre la placa, se aleja de la fuente de magma, los volcanes se extinguen. Al mismo tiempo, se forman nuevos volcanes en el fondo oceánico situado sobre el punto caliente que dará lugar a una nueva isla. CAUSAS DEL MOVIMIENTO DE LAS PLACAS La Tierra posee un calor interno que irradia hacia la superficie y es el responsable de los procesos conectivos que tienen lugar en el manto. El origen de este calor interno se atribuye a varias causas - El calor generado por la transformación de la energía gravitatoria en energía térmica , durante el choque de planetesimales que dio lugar a la formación de la Tierra( calor primordial ). BIOLOGÍA , GEOLOGÍA Y CIENCIAS AMBIENTALES 1º BACH - La desintegración en el manto de elementos radioactivos , principalmente uranio, torio y potasio. A lo largo de la evolución de la teoría de la tectónica de placas se han sugerido diferentes modelos para explicar los movimientos de estas , desde las corrientes de convección hasta el movimiento de plumas calientes ( penachos térmicos) Corrientes de convección En los inicios de la teoría de la tectónica de placas , se creía, que, en las dorsales oceánicas , las corrientes de convección ascendentes transportaban material fundido hacia la superficie , y que en las zonas de fosas oceánicas se formaban corrientes de convección descendentes, que acompañaban en su desplazamiento a la placa litosférica en las zonas de subducción. Así se pensó que la astenosfera era el lugar donde se generaban las corrientes de convección causantes del movimiento de las placas. Posteriormente en la década de 1970 , la mayoría de los geólogos coincidieron en que , debido a la densidad del manto, no era posible que en la astenosfera pudieran generarse este tipo de corrientes , a causa de la dificultad en la trasmisión de energía térmica Penachos térmicos Se ha demostrado que la conveción tiene lugar en todo el manto a modo de corrientes caóticas. Las zonas de descenso de esas corrientes son lineales y coinciden con las zonas de subdución, mientras que los ascensos se producen, en forma de columnas de material caliente, desde la interfase manto-núcleo ( nivel D) BIOLOGÍA , GEOLOGÍA Y CIENCIAS AMBIENTALES 1º BACH EL CICLO DE WILSON