GEOLOGÍA ESTRUCTURAL 23091 Francisco A. Velandia P. Segundo Semestre 2011
Escuela de Geología - UIS
PLACAS TECTÓNICAS
ESTRUCTURA INTERNA DE LA TIERRA
PLACAS TECTÓNICAS Segmentos de la parte superior de la Tierra, limitados por márgenes donde se producen terremotos, actividad volcánica (en la mayoría) y cadenas montañosas recientes. Se mueven como una sola unidad y se comportan como objetos rígidos. • • • • •
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La deformación activa ocurre principalmente en los bordes de las Placas. El espesor de las Placas varía según el lugar Las Placas son definidas por la “resistencia” o “dureza” de las rocas. Las Placas están constituidas de corteza y manto superior. La ubicación precisa del límite inferior de las Placas depende de la temperatura del material del manto. Alrededor de los 1,300 °C el material del manto comienza a fundir y se vuelve drásticamente más “blando”. A esta parte del manto se le llama “astenósfera” para señalar que es una parte débil que “desacopla” la Placa del manto sobre el cual reposa. Hay fuerzas de arrastre que actúan entre la Placa y el manto inferior, pero la litósfera puede moverse independientemente del manto inferior.
J. Campos
Bases, criterios, argumentos o evidencias:
Geológicos Geomorfológicos Paleontológicos Geofísicos …. Batimetría - Topografía Paleomagnetismo (Magnetismo remanente) Flujo de calor Sismología – Estructura interna de la Tierra Volcanes Sismos Distribución de fósiles Tomografías sísmicas GPS
GEOLOGÍA Volcanes en el mundo
Sismos en el mundo
GEOLOGÍA
OFIOLITAS
Consisten en capas que representan partes de la Corteza Oceánica y Manto Superior Los sedimentos incluyen grawacas, shales negros y chert Las Ofiolitas son la clave para detectar zonas de subducción
Correspondencia de grandes cadenas montañosas
Correspondencia de Evidencia glacial
REGISTRO FÓSIL
Difícil de explicar sin la Deriva Continental
Deriva Continental PANGEA
BATIMETRÍA - TOPOGRAFÍA
• Batimetría - Topografía: Respecto al nivel del mar actual, el promedio batimétrico es de 3800 m y el topográfico de 840 m. • Altura máx. de 8848 mts (Everest) • Profundidad máx. de 10,000 mts (Marianas) Dos niveles fundamentales del relieve del planeta.
- Corteza Continental: más “liviana” - Corteza Oceánica: Más densa
CAMPO MAGNÉTICO – MAGNETISMO REMANENTE ROCAS Y CAMPO MAGNÉTICO • El campo magnético de la Tierra proporciona la posibilidad de obtener información valiosa sobre la ubicación de las rocas cuando ellas son formadas. • Temperatura de Curie o “blocking temperature” permiten que la roca se comporte como un magneto débil registrando la orientación del campo magnético en el momento y lugar donde fue formada. • En los años 50 y 60 se utilizó la información magnética registrada en las rocas para investigar el comportamiento del campo geomagnético en el pasado. • Se dataron lavas con técnicas radioactivas y se estimaron la fuerza y orientación del campo geomagnético en el pasado. • Se encontró irregularidad en la polaridad geomagnética. J. Campos
CAMPO MAGNÉTICO – MAGNETISMO REMANENTE PALEOMAGNETISMO • Los minerales de silicatos que hacen parte esencial de las rocas ya sean paramagnéticos (olivino, piroxeno, granate, anfíboles) o diamagnéticos (cuarzo, feldespato) son incapaces de adquirir una magnetización permanente. • Rocas que contienen pequeñas cantidades de ferromagnetita o minerales ferromagnéticos, o sea, óxidos de fierro tales como la magnetita o hematita, y súlfidos de hierro como la pirrotita, pueden adquirir un débil magnetismo permanente cuando son formadas. J. Campos
PALEOMAGNETISMO Inversión Magnética
• Las mediciones de paleomagnetismo y dataciones de flujos de lava continentales, permitieron: – Establecer la existencia de la inversión magnética – Establecer una escala de tiempo magnética (remanente)
Bandas magnéticas en el fondo del océano
CAMPO MAGNÉTICO – MAGNETISMO REMANENTE BANDAS MAGNÉTICAS EN EL FONDO OCEÁNICO • • • •
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Los cambios de polaridad magnética tienen que ver con complejos movimientos convectivos del hierro en el núcleo externo. No conocemos los detalles de cómo estos cambios de polaridad ocurren o exactamente el comportamiento del campo magnético durante las inversiones. Un período prolongado de debilitamiento geomagnético causarían serios daños en las comunicaciones y en la protección contra el viento solar. Hipótesis del Sea-floor spreading explicaba las variaciones de polaridad magnética y se ajustaron las medidas obtenidas de las rocas del fondo oceánico con las obtenidas de rocas volcánicas continentales. Con escalas de tiempo magnético obtenidas en los continentes usando datación radiométrica de rocas volcánicas y comparándolas con las obtenidas de las del fondo oceánico, se construyeron mapas de la edad del fondo oceánico
J. Campos
FLUJO DE CALOR
El promedio del flujo de calor continental es de 57 mW/m². El promedio en las zonas oceánicas es de 100 mW/ m². Las zonas de elevado flujo de calor correlaciona con las regiones menos profundas del océano (ridges) y la ubicación de terremotos
GEOFÍSICA - SISMOLOGÍA
TOMOGRAFÍA SÍSMICA
TOMOGRAFÍA SÍSMICA
Áreas de densidad Alta (frío) y Baja (caliente
¿ Y QUÉ CAUSA EL MOVIMIENTO DE LAS PLACAS ?
MECANISMOS DEL MOVIMIENTO DE LAS PLACAS
- Flujo Convectivo: por cambios en la temperatura
Corteza – manto - núcleo
MECANISMOS DEL MOVIMIENTO DE LAS PLACAS - Flujo Convectivo: por cambios en la temperatura
- “SLAB PULL”: Corteza oceánica densa y fría se hunde hasta el Manto y “jala” consigo la litósfera (inicia el flujo convectivo en el Manto) -“RIDGE PUSH”: El empuje desde las dorsales oceánicas hace que la Litósfera se deslice y se hunda por gravedad hacia los bordes de la placa. -Flujo Convectivo del Manto: PLUMAS MANTÉLICAS o masas más calientes que ascienden a la superficie y producen actividad ígnea. La irregular distribución de calor en la Tierra provoca los flujos convectivos o celdas de convección en el Manto.
Corteza – manto - núcleo
El Mecanismo Global TECTÓNICA DE PLUMAS
El fragmento de placa que subduce está estancado en la zona de transición y finalmente forma avalanchas en la base del manto
James Hall Frank Taylor
Edward Suess Gustav Steinmann Tuzo Wilson Harry Hess Alfred Wegener Arthur Holmes
