Geodinámica interna: Tectónica de placas y procesos internos

A continuación tenéis una de las teorías que contribuyeron a la formulación de la Tectónica de placas.

LA TEORÍA DE LA DERIVA CONTINENTAL

Esta teoría fue desarrollada en 1912 por el alemán Alfred Wegener, quien realizó una serie de observaciones empírico-racionales sobre el movimiento de los continentes y aportando diferentes pruebas que hacían pensar que el conjunto de continentes actuales habían estado unidos en algún momento de la historia de la Tierra.  

Aquí abajo os dejo un enlace a un vídeo corto que resume muy bien esta teoría, también tenéis al final una actividad más completa donde os ayudará a entenderla mejor. Cuando terminéis la actividad, dejad un comentario abajo de cómo os ha ido.
 

Enlace al vídeo: https://www.youtube.com/watch?v=xJ4qWN-BUn0

ACTIVIDAD

La Teoría de la Deriva Continental

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   Alfred Wegener      fauna fósil      fuerza de fricción      geológico      masas continentales      mecanismo      paleomagnetismo      Pangea      pruebas geográficas      pruebas paleoclimáticas      pruebas paleontológicas      tectónica de placas   

La teoría de la Deriva Continental se basa en el desplazamiento de , unas con respecto a otras. Fue desarrollada en 1912 por el alemán , quien realizó una serie de observaciones empírico-racionales, entre otras, aportando en la manera en la que encajaban las formas de los continentes a cada lado del océano Atlántico, como es el caso de África y Sudamérica, fenómeno del que ya se había percatado anteriormente Benjamin Franklin, entre otros.

También aportó , teniendo en cuenta el parecido de la de los continentes septentrionales y también de ciertas formaciones geológicas. Otras de las pruebas aportadas fueron de tipo , lanzando la hipótesis de que el conjunto de continentes actuales estuvieron unidos en algún momento pasado de la historia de la Tierra, formando un supercontinente denominado , cuyo significado es ''toda la tierra''. Además, se aportaron que ayudaron a la interpretación de ésta teoría, encontrando los mismos depósitos morrénicos en Sudamérica, Sudráfrica, la Índia y Australia.

En un primer momento, esta teoría no fue aceptada por la mayoría de sus colegas, ya que no presentaba un que explicara la deriva de los continentes. En su tesis original propuso que el movimiento de los continentes se producía sobre otra capa más densa de la Tierra, que conformaba los fondos oceánicos. Sin embargo, la enorme que se vería implicada (macroescala) motivó el rechazo de la explicación de Wegener.
De las primeras evidencias que hicieron creer su teoría fue la explicación del , que logró medirse en los años 1950. El hecho de que el campo magnético terrestre no ha tenido una misma orientación y que ha sufrido ciertas inversiones y, ese magnetismo haya quedado registrado en las rocas (conocido como magnetismo remanente) haría determinar la posición de los continentes.
En la actualidad, esta teoría queda recogida en la teoría de la .

LA TECTÓNICA DE PLACAS

Esta teoría se basa en la observación de la superficie de la Tierra y en cómo se encuentra estructurada, dividida en una serie de fragmentos denominados placas litosféricas. 

Las zonas donde estas placas se ponen en contacto se denominan límites o bordes de placa (Fig.3) y son los siguientes:

• Límites o bordes constructivos o divergentes: Se originan al separase dos placas y permitir el ascenso del magma al exterior. Un ejemplo serían las dorsales oceánicas, cordilleras submarinas donde tiene lugar la creación de nueva litosfera oceánica.
• Límites o bordes destructivos o de subducción: Se originan al converger una placa bajo otra (por mayor densidad). Cuando progresa la subducción se forman las fosas oceánicas, depresiones profundas donde se van acumulando sedimentos. Un ejemplo sería la fosa de las Marianas, Kuriles, etc. 
• Límites o bordes pasivos: Son aquellos donde las placas se deslizan horizontalmente, una con respecto a otra, a lo largo de fracturas denominadas fallas transformantes.

Figura 3. Límites de placa

Las placas litosféricas se mueven unas respecto a otras, mediante desplazamientos horizontales, empujadas por corrientes de convección del manto que forman circuitos cerrados llamados células de convección (Fig.4). Estas corrientes se producen por diferencias de densidad y temperatura, de modo que los materiales más profundos (de mayor temperatura) y menos densos fluyen hacia zonas superficiales, y los materiales más superficiales (de menor temperatura) y más densos fluyen hacia zonas más profundas.

Figura 4. Esquema que representa la dinámica de convección.

En cuanto a estos movimientos producidos en el manto, existen múltiples modelos en constante revisión y parece ser que éste está convencionalmente aceptado. Parece haber un modelo híbrido donde existe una estratificación en los niveles del manto superior e inferior, donde se producen corrientes de convección que afectan a ambos niveles, aunque también pueden aparecer células convectivas que atraviesen estos niveles y lleguen a la litosfera desde el núcleo, también llamadas plumas térmicas o (hot spots). 

Estas plumas se originan en la capa D o base del manto (la tenéis representada en el modelo de la segunda entrada), donde ascienden a la litosfera y fragmentan los continentes.  Puesto que el mecanismo de convección no sería suficiente para movilizar las enormes placas litosféricas, se podría atribuir también a la acción de la fuerza de la gravedad en las zonas de subducción. En estas zonas los materiales de la litosfera oceánica que se hunde en el manto, va arrastrando con ella el resto de placa litosférica.

Si estos hot spots o puntos calientes se mantienen activos durante M.A, y en una posición fija del manto, pueden producir una serie de volcanes en la medida que la placa litosférica se mueve y se aleja del foco caliente, dando lugar a una cadena volcánica. Algunos ejemplos serían en las islas Hawaii, con los volcanes Mauna Loa y Muana Kea. En el caso de que el desplazamiento de las placas se aleje del punto caliente, produciendo el enfriamiento y hundimiento de los materiales, se pueden formar montes submarinos de forma troncocónica llamados Guyots. 

Tras haber visto los mecanismos que producen el movimiento de las placas litosféricas, pasaremos a los procesos geológicos asociados a la Tectónica de placas: sismicidad, metamorfismo, magmatismo, tectogénesis y orogénesis.

A) PROCESOS GEOLÓGICOS ASOCIADOS

Sismicidad

La mayor parte de la actividad sísmica existente se localiza en los límites o bordes de placa (Fig.5), donde existe actividad tectónica y volcánica asociadas. Como ya hemos comentado anteriormente, las placas litosféricas se encuentran en movimiento que se realiza de forma lenta (pocos cm/año), pero es suficiente como para que se acumulen grandes tensiones que se liberen al exterior en forma de terremotos, realizando un trabajo mecánico. Asimismo, estos movimientos favorecen el ascenso de magma a través de fracturas, producidas por el movimiento de las placas y dan lugar a la actividad volcánica. 

En el siguiente mapa, podéis observar como se distribuyen los principales procesos internos de vulcanismo y sismicidad:

Figura 5. Mapa de distribución de volcanes y seísmos.

Metamorfismo

Recordando el ciclo geológico externo, empezando con el enterramiento de los sedimentos en una cuenca sedimentaria y continuando con los procesos de diagénesis (compactación, desecación, cementación) hasta la litificación (formación de rocas sedimentarias) (Fig.6). Si el proceso de enterramiento continúa entraríamos en el primer proceso geológico interno.

El metamorfismo comprende un conjunto de procesos derivados del aumento de presión y temperatura a que se ven sometidos los materiales enterrados. En consecuencia, se producen transformaciones mineralógicas de las rocas, apareciendo nuevos minerales más estables en las condiciones de P y T a las que se van sometiendo, formando las rocas metamórficas. 

El metamorfismo tiene como límites; por un lado el final de la diagénesis y por el otro,  el comienzo de la fusión total o parcial de la roca donde entra el segundo proceso.

Magmatismo

Cuando se da la fusión total o parcial de la roca se forma el magma, una masa semilíquida con fragmentos de roca, gases y vapores en disolución. Cuando estos materiales ascienden (y se enfrían) cristalizan nuevos minerales formándose de esta manera las rocas magmáticas o ígneas.

Dependiendo donde se enfríen estos materiales, darán lugar a un tipo de rocas u otras. Si se produce en las zonas internas de la corteza, dándose un enfriamiento lento y ordenado con la formación de grandes cristales, se formarán rocas plutónicas. Si se produce en la superfície, aprovechando las fracturas, el enfriamiento será rápido y desordenado no dando el suficiente tiempo como para que se formen los cristales y se formarán rocas volcánicas. Si se da en zonas muy próximas a la superfície, aprovechando también fracturas, se podrán formar rocas filonianas.

Simultáneamente a estos procesos, estas se verán sometidas a procesos de elevación, donde entraría el tercer proceso.

Por aquí tenéis un esquema de estos procesos:

Figura 6. Ciclo geológico

Tectogénesis

Hace referencia al conjunto de deformaciones a los que son sometidos los materiales que ascienden o bien a los reajustes de los bloques litosféricos. Estas deformaciones darían lugar a estructuras geológicas como pliegues, fallas, diaclasas, etc.

Dependiendo del tipo de esfuerzo (compresivo, distensivo, de cizalla, etc.), se da lugar a la formación de distintas estructuras geológicas:

Pliegues: Deformación plástica del terreno como resultado de esfuerzos compresivos, mayoritariamente. Éstos se pueden clasificar en función de la morfología; pueden ser sinformes o pliegues cóncavos (forma U/V) o antiformes o pliegues convexos (forma U/V invertida). En función del orden cronológico de la sucesión litológica pueden ser sinclinales, si en su núcleo porta materiales más modernos; o pueden ser anticlinales, en caso contrario, si en su núcleo porta materiales más antiguos.

Fallas normales e inversas: Fracturas del terreno con movimiento relativo de bloques. Pueden ser normales, cuando el bloque superior baja con respecto al inferior; en el caso de la falla inversa ocurre lo contrario, el bloque superior sube con respecto al inferior.

En zonas sometidas a extensión se forma un sistema de fallas normales formando bloques elevados (horsts) o bloques hundidos (grabens). En zonas sometidas a compresión, se producen fallas inversas que favorecen el cabalgamiento de un labio sobre el otro (cabalgamientos) que si se desplazan muchos km se denominan mantos de cabalgamiento.

Fallas transformantes: Fracturas con desplazamiento lateral de una placa tectónica respecto a otra por esfuerzos de cizalla. Este tipo de fallas pueden atravesar corteza continental, como ocurre en la falla de San Andrés o pueden  atravesar corteza oceánica, uniendo dos segmentos de una dorsal oceánica.

A continuación os dejo un esquema sobre la deformación de las rocas y las principales estructuras:

Figura 7. Deformación de rocas y estructuras geológicas.

Orogénesis

Este es el proceso de formación de montañas también llamados orógenos. Los orógenos responden mayoritariamente a esfuerzos de tipo compresivo, en consecuencia a la deformación de los materiales y la correspondiente elevación de estos, debido al acercamiento que se produce entre las placas en los bordes destructivos.

Según qué placas participen en la subducción se darán diferentes tipos de orógenos:

A) Orógeno tipo andino o pericontinental: Consecuencia de la subducción de una placa oceánica bajo una placa continental). Un ejemplo sería la cadena montañosa de los Andes.

B) Orógeno de colisión entre continentes o intercontinentales (consecuencia de la obducción entre dos placas continentales. Por ejemplo, la cordillera del Himalaya. 

C) Orógeno tipo arco insular (consecuencia de la subducción de una placa oceánica bajo otra). Un ejemplo sería las Islas Kuriles.

Para más información dejo por aquí un enlace a una web que está muy bien sobre la tectónica de placas:

https://ucmp.berkeley.edu/geology/tectonics.html

ACTIVIDADES TECTÓNICA

Aquí tenéis 3 actividades sobre lo visto en referencia a la Tectónica de Placas y los Procesos Geológicos: