TEORÍA DE LA TECTÓNICA DE PLACAS Orógenos y teorías orogénicas
Orógeno: zona de la corteza terrestre en donde las rocas han sido plegadas y elevadas constituyendo cordilleras. No todas las regiones orogénicas constituyen hoy en día cordilleras, puesto que pueden haber sido erosionadas quedando reducidas a penillanuras (superficies planas que resultan de la acción prolongada de la erosión). Las teorías que intentan explicar el origen de las cordilleras montañosas se denominan teorías orogénicas. orogénicas . Las teorías fijistas intentab intentaban an explicar explicar el nacimien nacimiento to de las cordille cordilleras ras sin recu recurr rrir ir a desp despla laza zami mien ento toss hori horizo zont ntal ales es de la cort cortez eza. a. La Teoría eoría del del Geosinclinal fue una teoría fijista aceptada durante mucho tiempo. Las teorías movilistas admiten la existencia de desplazamientos desplazamientos horizontales en la corteza terrestre. La Teoría de la Tectónica de Placas es una teoría movilista aceptada actualmente por los geólogos.
ANTECEDENTES DE LA TECTÓNICA DE PLACAS I La Hipótesis de la Deriva Continental (Wegener, 1910)
Las masas continentales (de Sial), ligeras, "flotan" sobre el Sima, más denso. Sobre los continentes actúan fuerzas que pueden causar su desplazamiento horizontal: La fuerza centrífuga asociada a la rotación de la Tierra (fuerza de fuga hacia los polos). La atracción mareal producida por la conjunción Sol – Luna. Los continentes, hacia finales del periodo Carbonífero, estaban unidos en un bloque único (Pangea (Pangea). ). Esta masa se fragmentó dando lugar a dos grandes masas continentales, Laurasia al norte y Gondwana al sur, que luego se dividieron y separaron hasta alcanzar la situación actual. En su avance los continentes arrastraron los sedimentos del fondo oceánico, plegándolos y constituyendo así las cordilleras. La teoría de Wegener fue rechazada, porque no explicaba adecuadamente las fuerzas que provocaban la translación continental . La mayoría de las pruebas en que se basaba, aunque han sido modificadas o ampliadas, son admitidas actualmente como pruebas de la tectónica de placas.
PRUEBAS DEL DESPLAZAMIENTO DE LOS CONTINENTES Pruebas geográficas: geográficas: el encaje de los continentes
Los bordes de los continentes encajan bastante bien al reconstruir el antiguo supercontinente propuesto por Wegener.
Este encaje es mejor si consideramos los bordes de la plataforma continental, en vez de la líneas de costa, lo cual es lógico si consideramos que las líneas de costa han sufrido variaciones debidas a los cambios en el nivel del mar y que realmente es en el talud continental donde termina la corteza continental y comienza la oceánica.
Pruebas paleontológicas: paleontológicas: coincidencia de faunas y floras fósiles
En el registro fósil existen numerosas pruebas del desplazamiento de los continentes:
Los corales actuales están limitados a una franja de latitudes entre 30°N y 30°S; los corales fósiles están distribuidos entre 80°N y 40°S, debido a que algunos blo bloqu ques es cont contin inen enta tale less (com (comoo Esca Escand ndin inav avia ia)) estu estuvi vier eron on en posi posici cion ones es intertropicales intertropicales en otras épocas. Hace 40 m. de a., coincidiendo con las primeras huellas de la colisión entre la India y Eurasia, los mamíferos de la fauna sino-mongólica se introdujeron en la India. Los restos fósiles de Mesosaurus, un pequeño reptil fluvial que vivió hace 275 m. de a., solo se encuentran en la cuenca del Paraná y en Su Surá ráfr fric icaa-Na Nami mibi bia. a. Otro Otross ejemplos de provincias geográficas dis disjunta ntas, com omoo es el cas caso de Brachiosaurus, tienen peor explicación.
Pruebas geológicas
Al recostruir Pangea, se produce una coincidencia entre buena y perfecta de una gran gran dive divers rsid idad ad de rasg rasgoos geol geológ ógic icos os:: cade cadena nass de mo mont ntañ añas as,, seri series es estratig estratigráfi ráficas, cas, macizos macizos granític graníticos, os, efusione efusioness basáltic basálticas, as, etc. Además estas estas coincidencias coincidencias desaparecen bruscamente cuando Pangea deja de ser un continente único.
Los Apalaches se extienden por la costa oriental de Norteamérica y desaparecen en la costa de Terranova. Existen cordilleras de edad y estructura comparables en las Islas Británicas y Escandinavia. Al disponer los continentes según se cree que estuvieron unidos en Pangea estas cadenas montañosas forman una cordillera continua. Pruebas paleoclimáticas
Existen depósitos glaciares contemporáneos en Suramérica, Africa, Antártida, Australia y la India, residuo de una glaciación que tuvo lugar hace 320-270 m. de a. En la reconstrucción de Pangea, esos lugares, tan alejados en la actualidad, se encuentran juntos y cerca erca del polo olo sur. ur. En esa sit situaci ación, ón, la ext extens ensión ión del casqu asqueete pola olar adqui dquier eree un tamaño razonable y la dirección de flujo del hielo encaja perfectamente. En cambio, en la misma época, apenas hay depósitos glaciares en el hemisferio norte, cosa lógica teniendo en cuenta que Groe Groenl nlan andi diaa y Nort Nortea eamé méri rica ca estaban en posición tropical
ANTECEDENTES DE LA TECTÓNICA DE PLACAS II
Sismicidad en los Arcos Insulares (Wadati – Benioff 1954)
ANTECEDENTES DE LA TECTÓNICA DE PLACAS III La Hipótesis de la Extensión del Fondo Oceánico (Hess 1962)
Hasta la década de 1960, aunque las hipótesis movilistas iban ganando cada vez más partidarios, las ideas fijistas seguían siendo las predominantes. En 1962 Harry Hess propuso lo que más tarde se denominaría hipótesis de la extensión del fondo oceánico según la cual las dorsales oceánicas son zonas donde afloran materiales procedentes del manto, con lo que se genera nueva corteza oceánica, mientras que en las fosas se produce un hundimiento de la corteza oceánica, con su consiguiente destrucción y reincorporación al manto.
En las dorsales afloran materiales del manto que forman nueva corteza oceánica
En las fosas, la corteza oceánica se reincorpora al manto
PRUEBAS DE LA EXTENSIÓN DEL FONDO OCEÁNICO La Edad del Fondo Oceánico
Bandeado Magnético
Como hemos visto antes, las rocas ricas en hierro tienen un magnetismo fósil, impreso en ellas en el momento de su formación, y que se llama magnetismo remanente. remanente .
Si a lo largo de las dorsales tiene lugar la erupción más o menos intermitente de magma basáltico y por otra parte cada cierto tiempo se produce una inversión del campo magnético terrestre, terrestre , las lavas serán magnetizadas en la dirección que en el momento de la erupción tenga el campo magnético terrestre. Así, las rocas generadas durante un periodo de polaridad normal serán magnetizadas magnetizadas en la misma dirección del campo magnético actual, mientras que las originadas durante un periodo de polaridad invertida serán magnetizadas en dirección opuesta a aquél. El resultado final es que los basaltos situados a ambos lados del eje de las dorsales estarán magnetizados m agnetizados alternativamente en direcciones opuestas.
Al
estudiar el magnetismo remanente en ciertas zonas del fondo oceánico, se observa una simetría sorprendente a ambos lados de la dorsal, dorsal , atribuible a una extensión simétrica del fondo oceánico. Volumen y Distribución de los Sedimentos del Fondo Oceánico
TECTÓNICA DE PLACAS
Introducción
La tectónica de placas o tectónica global es algo más que una teoría orogénica, ya que intenta dar explicación, explicación, y en la mayoría de los casos lo consigue, a la totalidad de los grandes procesos geológicos: geológicos : La deriva de los continentes Distribución y evolución de continentes y océanos Formación de cordilleras Origen y distribución de movimientos sísmicos, magmatismo y metamorfismo La existencia de dorsales oceánicas, fosas oceánicas y arcos insulares.
Esta teoría considera que la parte externa rígida de la Tierra, la litosfera, está dividida en varios bloques o placas que descansan sobre la astenosfera, más dúctil o plástica.
Las placas están limitadas por fallas a lo largo de las cuales se producen producen movimientos movimientos de unas placas con respecto a sus vecinas, lo cual origina terremotos. Por lo tanto las zonas sísmicas marcan el límite entre las placas, mientras que en el interior de éstas la actividad sísmica es escasa. Estos Estos lími límites tes están están situad situados os a lo largo largo de dorsa dorsales les oceáni oceánicas cas,, fosas fosas oceáni oceánicas cas y cordilleras de edad alpina. Concepto de Placa Litosférica. Principales Placas
La litosfera es una capa rígida, de espesor entre 70 y 150 km, que comprende la corteza y la part partee del del mant mantoo supe superi rior or que que hay por encim encimaa del del cana canall de baja baja velo veloci cida dadd (astenosfera). La litosfera se encuentra dividida en bloques denominados placas litosféricas. litosféricas. Los límites de estas placas coinciden con las zonas de mayor actividad sísmica y volcánica del planeta. Las placas pueden ser continentales, si predomina la litosfera continental, u oceánicas, si predomina la oceánica, pero la mayoría de las grandes placas son mixtas.
En la actualidad se distinguen siete grandes placas y otras seis de menor extensión: Placa Pacífica: Pacífica: formada formada casi casi exclus exclusivam ivament entee por lit litosf osfera era oceáni oceánica. ca. Incluy Incluyee otras otras menores, también oceánicas: Nazca, Nazca, Cocos, Cocos, Juan de Fuca y Filipina. Filipina. Norteamericana: mixta. Placa Norteamericana: Placa Sudamericana. Sudamericana. La placa del Caribe forma como una cuña entre esta y la anterior. Placa Africana: Africana: mixta. Placa Euroasiática: Euroasiática: casi enteramente formada por litosfera continental. Placa Indoaustraliana: Indoaustraliana: predomina la litosfera oceánica, aunque incluye dos masas de litosfera continental (Australia y la India). Placa Antártica: Antártica: con una zona central de litosfera continental rodeada por litosfera oceánica.
El Origen del Movimiento de las Placas: las Corrientes de Convección
Las principales características de los modelos híbridos actuales son:
El principal motor de la convección es el enfr enfria iami mien ento to del del mant mantoo supe superi rior or a causa de la subducción (F1). Las placas subducidas llegan hasta el núcleo, y provocan un ascenso convectivo difuso (F2) del material del manto inferior. Exist Existee un tercer tercer flujo flujo convec convectiv tivo: o: penachos térmicos que suben desde la base del manto (nivel D) y pueden perforar la litosfera (pu punt ntoos cali calieentes tes) (F3) contri contribuy buyend endoo a la fragm fragment entac ación ión de los continentes. Sin embargo, estas plumas no alimentan los bordes costructivos de placa (a no ser que éstos contengan un punto caliente, como Islandia). La fusi fusión ón que que se prod produc ucee en las las dorsales no está relacionada con las corrientes convectivas, sino que se debe al descenso de presión que provocan en la astenosfera las fracturas causadas por la tensión LOS LÍMITES DE LAS PLACAS Y SU EVOLUCIÓN
Márgenes Divergentes o Constructivos: las Dorsales
Las dorsales son zonas de relieve suave, suave, con una anchura de unos 1.000 km y una elevación de entre 1.000 y 2.000 m sobre las llanuras abisales, que se extienden a lo largo de mas de 70.000 km por los fondos oceánicos. En su zona central suelen presentar una depresión, denominada rift, rift, en cuyo interior se produce la mayor parte del vulcanismo de las dorsales. El rift de las dorsales constituye una fosa tectónica delimitada por fallas normales, normales, lo que indica que son zonas sometidas a esfuerzos distensivos Bajo Bajo la dors dorsal al exis existe te una una gran gran cámara magmática que surte de material volcánico.
Fallas normales
Las Las grie grieta tass orig origin inad adas as por por el esfu esfuer erzo zo distensivo se van rellenando continuamente por los materiales fundidos procedentes de la cáma cámara ra magm magmát átic ica, a, gene generá ránd ndos osee así así nueva litosfera oceánica. oceánica.
Márgenes Divergentes o Constructivos: los rifts continentales
No todos los centros de expansión se encuentran en medio de los grandes océanos. En el mar Rojo, por ejemplo se encuentra un borde divergente de formación reciente. Una situación semejante ocurre en el golfo de California.
Cuando se desarrolla un centro de expansión dentro de un continente, la masa continental puede escindirse en dos. Se piensa que para que se produzca una frag fragme ment ntac ació iónn cont contin inen enta tall se debe debenn dar dar dos dos factores: una gran masa continental sometida a un esfuerzo distensivo y una columna ascendente de materiales calientes debajo (punto caliente).
En el valle de rift de África oriental está ocurriend ocurriendoo este proceso proceso de fragment fragmentació aciónn continental.
Márgenes Convergentes Convergentes o Destructivos: los Orógenos
Los orógenos son son zona zonass de sism sismic icid idad ad elev elevad ada, a, defo deform rmac ació iónn inte intens nsa, a, magmatismo y metamorfismo, resultantes de la interacción entre los bordes de las placas, una de las cuales subduce bajo la otra, y que normalmente originan una nueva cadena de montañas.
Presentan los mayores desniveles orográficos, con profundas fosas oceánicas y montañas muy elevadas. La corteza terrestre puede alcanzar espesores próximos al doble de su valor promedio.
Los bordes de placa destructivos son lugares de elevada sismicidad y en ellos la mayor parte de los hipocentros de los terremotos se distribuyen en superficies con pendiente variable, pero dirigida siempre hacia el interior de los continentes (planos de Benioff ). ). Estas superficies se interpretan en la actualidad como el perfil de la placa que penetra en el manto. Frecuentemente Frecuentemente presentan una fosa oceánica que se origina en el punto donde se inicia el arqueamiento de la placa que subduce. Los sedimentos procedentes del arco volcánico más los oceánicos que tapizan la placa oceánica y son transportados por ella hasta este lugar forman el complejo subductivo o prisma de acreción. acreción . Parte de los sedimentos del complejo puede subducir junto con la corteza oceánica.
En función de los tipos de litosfera que entren en contacto, los geólogos distinguen tres tipos de orógenos:
Orógenos de tipo andino, andino , cuando convergen litosfera oceánica y litosfera continental.
Orógenos de tipo arco insular, insular , cuando se produce subducción de litosfera oceánica bajo litosfera también oceánica.
Orógenos de colisión continental o de tipo alpino, alpino, cuando se produce la aproximación de dos placas de litosfera continental.
Existe un cuarto tipo de orógenos denominado de acreción por colisión de litosferoclastos, litosferoclastos, de estructura más compleja.
FENÓMENOS INTRAPLACA La Actividad Geológica en el Interior de las Placas
Aunque la mayor parte de los procesos geológicos tienen su origen en los márgenes de las placas litosféricas, también hay actividad en el interior de las placas, y la tectónica de placas debe ser capaz de explicarla. La mayor parte de los fenómenos geológicos que ocurren en el interior de las placas (fenómenos intraplaca) pueden explicarse por la existencia de un punto caliente, caliente, por la la existe existencia ncia de una una zona de fractura o por una combinación ambas. La litosfera oceánica, oceánica, al ser más delgada, suele ser perforada por los puntos calientes con facilidad, originando diversos tipos de relieves volcánicos. volcánicos . La litosfera continental, continental, en cambio, solo llega a ser perforada formándose edificios volcánicos cuando no es muy gruesa y el punto caliente es muy ener energé géti tico co.. En otro otross caso casoss se form forman an plut pluton ones es de granitos denominados anorogénicos. anorogénicos . Las islas Hawaii son un ejemplo de relieve volcánico originado en la litosfera oceá oceáni nica ca por por la acci acción ón de un punt puntoo cali calien ente te.. Como Como el punt puntoo cali calien ente te ha permanecido estacionario y la placa en cambio ha ido desplazándose, se ha originado una alineación de islas en la que se puede ver como aumenta la edad según nos alejamos de las que tienen volcanes actualmente activos.
LA TECTÓNICA DE PLACAS EN EL TIEMPO El ciclo de Wilson
Todos los procesos de movimiento de placas expuestos anteriormente pueden englobarse en lo que se conoce como ciclo de Wilson, que contempla la evolución a lo largo del tiempo geológico de las placas litosféricas. El ciclo podría resumirse en las siguientes fases:
Fragmentación de un continente debido a la acción de un foco térmico que provoca el adelgazamiento de la litosfera y su fracturación, dando lugar a la aparición de un rift continental (como el Rift Valley africano). El rift va evolucionando evolucionando hasta constituir un océano de tipo Atlántico (sus costas no son márgenes destructivos) con sus sistema de dorsales. La litosfera oceánica más alejada de la dorsal se enfriará progresivamente, haciéndose más rígida y densa. La subducción empezará cuando la litosfera oceánica se rompa en su zona más débil, que es la más cercana al continente. El océano es ahora de tipo Pacífico (sus costas son márgenes destructivos). El proceso de convergencia culminará con la colisión entre dos bloques de corteza continental, interrumpiéndose la subducción al no poderse sumergir ningún bloque bajo el otro. El choque se resuelve con la interpenetración ( obducción) obducción) de ambas masas continentales y la formación de una sutura. sutura.
Este ciclo podría durar entre 400 y 500 millones de años. La dinámica litosférica constituye un sistema de fabricación fabricación de corteza oceánica (en las dorsales) y luego de corteza continental (en las zonas de subducción por medio de dos procesos: aportes de rocas magmáticas y adición lateral de rocas sedimentarias en los complejos subductivos).
Ciclo de Wilson Fragmentación continental
Extensión del fondo oceánico
Subducción
Obducción
