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La litosfera o litósfera (del griego litos, "piedra" y ıijĮȓȡĮ, "esfera") es la capa superficial de la Tierra sólida, caracterizada por su rigidez. Está formada por la corteza terrestre y por la zona contigua, la más externa, del manto residual, y «flota» sobre la astenósfera, una capa «blanda» que forma parte del manto superior. Es la zona donde se produce, en interacción con la astenósfera, la tectónica de placas.
La litosfera está fragmentada en una serie de placas tectónicas o litosféricas, en cuyos bordes se concentran los fenómenos geológicos endógenos, como el magmatismo (incluido el vulcanismo), la sismicidad o la orogénesis. Las placas pueden ser oceánicas o mixtas, cubiertas en parte por corteza de tipo continental
a distinción u oposición litosfera/astenósfera se basa en las propiedades geológicas, de carácter físico, a diferencia de la distinción corteza/manto, que se basa en la composición química. Mientras el límite corteza/manto, la discontinuidad de Mohorovicic, es en casi todas las partes una interfase nítida que separa rocas de diferente composición química, el límite litosfera/astenósfera corresponde a una transición de fase relacionada con ciertos valores críticos de presión y temperatura que se alcanza a una profundidad que varía con el carácter de los materiales que están encima. Así, la transición es más profunda bajo los materiales relativamente poco densos de los continentes que bajo los más densos de la Litosfera oceánica. La astenósfera (del griego ıșİȞȩȢ, astenos, sin resistencia) es la zona del manto que subyace a la litosfera, de la que se distingue por un comportamiento mucho más plástico. En la práctica no es fácil traducir esta interpretación teórica a un espesor concreto. Se aplican distintas aproximaciones a: c . Bajo este concepto la litosfera constituye la capa límite superior fría de la convección del manto. En otras palabras la litosfera se diferencia térmicamente de la astenósfera por ser conductiva (y no convectiva) y por poseer un gradiente geotérmico elevado. Algunos autores proponen que el límite inferior de la litosfera se encuentra en la isoterma 600 °C, debido a que a partir de esta temperatura el olivino comienza a ser dúctil (o plástico).
c La base de la litosfera se caracteriza por una reducción en la velocidad de propagación de las ondas S y una elevada atenuación de las ondas P. Esta definición tiene la ventaja que es fácilmente detectable a través de estudios sismológicos. c Desde el punto de vista de la reología, la litosfera es la capa elástica que flota sobre la astenósfera. Gracias al principio de isostasia regional o flexión litosférica, es posible calcular el espesor elástico de la litosfera a partir de su curvamiento bajo cargas, la glaciación y desglaciación (midiendo el rebote posglacial) o la erosión de los continentes. Las litosferas térmica y sísmica tienen espesores equivalentes. En general, el espesor de la litosfera elástica es mayor a los otros dos.
La litosfera (de la palabra del griego que significa literalmente "esfera de piedra") es la capa más superficial de la Tierra sólida, caracterizada por su rigidez. Está formada por la corteza terrestre y por una zona externa del manto y "flota" sobre la astenosfera, una capa ³blanda´ que forma parte del manto superior. Tiene un espesor que varía entre aproximadamente 100 km para los océanos y 150 km para los continentes y es la zona donde se produce, en interacción con la astenosfera, la tectónica de placas. La litosfera está fragmentada en una serie de placas tectónicas o litosféricas, en cuyos bordes se concentran los fenómenos geológicos endógenos, como el magmatismo (incluido el vulcanismo), la sismicidad o la orogénesis (La orogénesis es la formación o rejuvenecimiento de montañas y cordilleras causada por la deformación compresiva de regiones más o menos extensas de litosfera continental. Se produce un engrosamiento cortical y los materiales sufren diversas deformaciones tectónicas de carácter compresivo, incluido plegamiento, fallamiento y también el corrimiento de mantos). Las placas pueden ser oceánicas o mixtas, cubiertas en parte por corteza de tipo continental. Núcleo: Es la capa mas interna del planeta se extiende desde los 2,900 km hasta el interior de la Tierra, situado a 6,321 km de profundidad media. El núcleo representa el 61% del volumen terrestre y el 31% de la masa planetaria. Tiene altas temperaturas (5,000-6,000°C). Las ondas sísmicas permiten subdividirlo en dos partes. El núcleo externo: se sitúa entre los 2,900 y los 5,120 km de profundidad y, pese a las enormes presiones que soporta, se interpreta que debe encontrarse en estado líquido.
Manto:
El núcleo interno: Es sólido y en él las densidades aumentan hasta los 13g/cm3.
Se encuentra por debajo de la corteza y se extiende en la profundidad con un grosor aproximado de unos 2,865 km. Este conjunto rocoso presenta el 84% del volumen del planeta y el 69% de su masa total. En el manto se pueden distinguir dos partes:
El manto superior: tiene un espesor aproximado de unos 1000 km. En el manto superior se puede distinguir una capa llamada astenosfera El manto inferior: parece tener una composición más homogénea.
Corteza: Es la capa más superficial y delgada. Su papel es fundamental en la dinámica de la tierra y en sostenimiento de la biosfera. En ella se distinguen dos conjuntos de distinto espesor y composición: la corteza oceánica y continental.
La corteza oceánica: se encuentra en el fondo de las zonas mas profundas de los océanos. Cubren un 53% de la superficie del planeta. Tiene un espesor que oscila entre los 6 y 12 km. La corteza continental: cubre un 47% de la tierra y se encuentra a la vez, en las zonas emergidas del planeta y en las partes sumergidas de algunos continentes. Su grosor se sitúa entre los 25 y 70 km. Es mas profunda por debajo de las grandes cordilleras. Su estructura y composición son bastantes complejas
La litosfera es la capa externa de la Tierra y está formada por materiales sólidos, engloba la corteza continental, de entre 20 y 70 Km. de espesor, y la corteza oceánica o parte superficial del manto consolidado, de unos 10 Km. de espesor. Se presenta dividida en placas tectónicas que se desplazan lentamente sobre la astenosfera, capa de material fluido que se encuentra sobre el manto superior. Las tierras emergidas son las que se hallan situadas sobre el nivel del mar y ocupan el 29% de la superficie del planeta. Su distribución es muy irregular, concentrándose principalmente en el Hemisferio Norte o continental, dominando los océanos en el Hemisferio Sur o marítimo.
Las tierras emergidas se hallan repartidas en seis continentes:
Asia: Es el continente de más superficie, se extiende de Este a Oeste en el Hemisferio Norte, aunque su parte meridional se interna en la zona tropical.
Europa: En realidad es una gran península situada al Oeste del continente asiático o euroasiático. La separación entre Asia y Europa se ha fijado de forma convencional en los montes Urales, el río Ural y la cordillera del Cáucaso. África: Situado al Suroeste de Asia y Sur de Europa, predominantemente en la zona intertropical, pero es mucho más ancho en el Hemisferio Norte que en el Hemisferio Sur. América: Este continente se organiza en sentido de los meridianos y se distribuye tanto en el Hemisferio Norte como en el Hemisferio Sur. Debido a esta distinta situación de sus partes y a sus formas diferenciadas, suele hablarse de dos subcontinentes o incluso de dos continentes, América del Norte y América del Sur. La Antártida: Es el único continente cubierto permanentemente por una gran masa de hielo, ya que se sitúa en su totalidad en el Polo Sur. Oceanía: No es un conjunto continuo de tierras emergidas como el resto de los continentes, está formado por un número muy elevado de islas de tamaños y formas muy distintas, situadas al Sureste de Asia y en el océano Pacífico.
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El problema de la interpretación de la orogénesis ha sido el problema teórico mayor de la Geología desde su origen. Se trata de explicar por qué, a pesar de la continuidad de los procesos de erosión, no deja de haber en la Tierra relieves elevados y abruptos. El desarrollo y aceptación de la teoría de la Tectónica de Placas a partir de la década de 1960 ofreció un nuevo marco teórico para la comprensión de este enigma. Hasta entonces las diversas teorías podían en su mayoría encuadrarse dentro de un conjunto conocido como teorías del geosinclinal/orógeno. Esta denominación alude al reconocimiento, no desmentido, de que las grandes cordilleras se levantan sobre todo con materiales sedimentarios acumulados en grandes cuencas marginales a los continentes, a las que se llama geosinclinales. Se observa precisamente en el carácter sedimentario pero deformado de las formaciones rocosas de las más altas cumbres montañosas. Lo que faltaba en esas teorías tectónicas era una explicación satisfactoria del origen de las inmensas fuerzas de compresión necesarias para convertir un geosinclinal en un orógeno.
La Teoría de la Tectónica de Placas explica el levantamiento como un efecto derivado de la convergencia de placas litosféricas. La convergencia arranca cuando la litosfera oceánica se rompe, generalmente junto al margen continental, en el lado externo de un geosinclinal. Consiste durante mucho tiempo en la subducción de esa litosfera oceánica bajo el margen continental, para terminar frecuentemente con una fase en la que la
convergencia termina dando lugar a la colisión de dos fragmentos continentales. Mientras se trata de subducción, la orogénesis produce cordilleras ricas en fenómenos volcánicos; es el caso de los Andes. Cuando se alcanza, si es que ocurre, la fase de colisión, los orógenos que se forman son muy extensos y abruptos, con escasa actividad volcánica; este tipo viene ejemplificado por el Himalaya o los Alpes. Continúa habiendo debate en torno al peso relativo de cada proceso natural involucrado en la orogénesis (fuerzas tectónicas, deformación de la litosfera, erosión y transporte de sedimento, clima, magmatismo, etc.) en determinar la estructura actual de los orógenos. Desde finales de los años 90, por ejemplo, se ha desarrollado la idea de que el crecimiento del orógeno y su deformación interna es sensible a la distribución superficial de la erosión, controlada por el clima, pero no existe aún consenso sobre la relevancia de este efecto. La orogénesis se produce siempre en bordes convergentes de placa, es decir en las regiones contiguas al límite entre dos placas litosféricas cuyos desplazamientos convergen. Formación de un arco de islas por la subducción bajo litosfera oceánica. Formación de una cordillera marginal por la subducción bajo el borde continental. | Se produce cuando una placa subduce por debajo de otra. Se llama orogénesis térmica por la importancia de los fenómenos magmáticos, incluidos los volcánicos, que se ponen en marcha como consecuencia de la fricción entre placas en el plano de Benioff. El adjetivo «ortotectónica» alude al predominio de los desplazamientos verticales, de los que los horizontales son subsidiarios. La litosfera que subduce es invariablemente de tipo oceánico y arrastra y deforma los materiales acumulados en un geosinclinal, los cuáles subducen en parte con la litosfera oceánica, inyectando además en el manto agua, carbonatos y otros materiales que contribuyen a mantener su estado relativamente fluido. En el límite entre las dos placas se encontrará normalmente una fosa oceánica. En la otra placa la litosfera puede ser inicialmente oceánica o directamente continental, y de ello dependen las dos modalidades de orógenos térmico que debemos reconocer:
Son archipiélagos en arco rodeados por el lado convexo por una fosa que marca el límite entre las dos placas. Están formados por islas volcánicas. Las Antillas, las Aleutianas o el arco de Insulindia son ejemplos nítidos de esta estructura. Por detrás del arco, en su cara cóncava, la propia subducción puede desencadenar procesos generadores de litosfera oceánica, ampliando la cuenca continental. Esa «extensión tras arco» se observa por ejemplo en el Mar del Japón. . La subducción puede arrancar cuando la compresión rompe la litosfera oceánica junto al borde de un continente, poniendo en marcha una convergencia y una subducción que levantan una cordillera en el borde del continente. El caso más típico aparece representado ahora por los Andes. Las costas de Sudamérica aparecen bordeadas, donde son contiguas a la placa de Nazca, por una extensa fosa oceánica, la fosa del Perú.
aunque en realidad la placa que inicialmente subduce es la que termina cabalgando sobre la otra.
| Ocurre cuando el movimiento convergente de dos placas tectónicas arrastra un fragmento continental contra otro. Las fuerzas y movimientos predominantes son horizontales (patatectónicos) y de origen propiamente tectónico (mecánico), con muy pequeña participación de procesos específicamente volcánicos o, más generalmente, magmáticos. Se llama orógenos de colisión a los que se forman por este mecanismo. Para que la colisión pueda llegar a producirse es preciso primero que la subducción absorba la cuenca oceánica entre dos placas continentales, lo que implica que siempre hay una fase de orogénesis térmica antes de que se produzca la colisión continental. La orogénesis de tipo mecánico ha producido el relieve más importante del planeta, el formado por los Himalayas y la Meseta del Tibet, que se han levantado por el choque de la placa que ahora forma la India, después de que se separara de África Oriental, con el continente eurasiático. En el proceso desapareció el mar de Tetis, del cual el mar Mediterráneo, el mar Negro y los lagos mar Caspio, mar de Aral o el LopNor son sus restos.
En esta fase de la evolución geológica la orogénesis se concentra en dos grandes líneas o cinturones orogenéticos. Estos conectan entre sí en el Caribe y el Sudeste asiático. El Cinturón peripacífico rodea a las placas del Pacífico. El Cinturón Mesogeico discurre por el borde meridional de las placas Eurasiática y Norteamericana.
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Se extiende en torno al océano Pacífico y está formado por orógenos térmicos, asociado a la subducción de litosfera de tipo oceánico bajo arcos de islas o bajo el margen continental. Recorre las Américas desde el arco de las Aleutianas y explica los relieves jóvenes de su margen occidental, es decir, las Rocosas y los Andes. En el lado occidental recorre la cuenca pacífica desde Nueva Zelanda hacia el Norte, pasando por los archipiélagos de Micronesia, Nueva Guinea, Filipinas y hacia el Norte hasta Japón, las islas Kuriles y la península de Kamchatka desde donde, a través de las islas del Comandante, que pertenecen, al mismo arco, enlazan con las Aleutianas. En un par de puntos del Pacífico occidental el arco se desdobla, junto a Fiji y Tonga y en torno a las Marianas.
En relación con la modalidad de orogénesis que lo caracteriza, el cinturón peripacífico está marcado por dos rasgos característicos. En primer lugar, es rico en actividad volcánica, con muchos de los volcanes activos más importantes en derredor suyo. En relación con este rasgo se explica la alusión a este concepto con la expresión cinturón de fuego del Pacífico.
En segundo lugar, sus márgenes aparecen extensamente señalados por fosas oceánicas, las más importantes, como la de las Marianas, la del Japón o la del Perú, estando localizadas aquí. El cinturón refleja la reducción sistemática en extensión que está sufriendo el Pacífico, cuyo fondo está siendo tragado por procesos de subducción en todos sus bordes, salvo el antártico.
Se extiende entre los continentes meridionales y septentrionales, cuya convergencia provoca fenómenos de subducción, como se ven en el Mediterráneo o bajo Indonesia, y de colisión continental. Podemos considerar parte de él los relieves, en forma de arcos de islas, de las Antillas, provocados, como el istmo de Panamá, por la convergencia entre Sudamérica y Norteamérica. Al este del Atlántico el cinturón arranca con el Atlas, continúa con las cordilleras Béticas, se manifiesta en líneas paralelas y complejas en los Alpes, los Cárpatos y las islas volcánicas del Mediterráneo, como Sicilia, Creta o las islas del Egeo. Más al este el corresponden el Cáucaso, las montañas y mesetas iraníes y, más al este, las montañas del Asia Central, como el HinduKush. Del choque de un fragmento de Gondwana, la península indostánica, con el núcleo de Eurasia, derivan el HinduKush, el TianShan, al norte de la depresión de Tarim y el más importante relieve de la Tierra, formado por los Himalayas y la meseta del Tibet. En el Caribe, el Meditarráneo o Insulindia se manifiestan los fenómenos que caracterizan a la orogénesis térmica o marginal, con importantes volcanes y fosas como las de Puerto Rico o la Sonda; pero lo más notable en este cinturón son los levantamientos debidos a colisión continental, con cordilleras sin volcanes (o casi) como el Atlas, los Alpes, el Cáucaso o el Himalaya. Aquí sin embargo se producen los más intensos terremotos. | "
La intensidad de la orogénesis no se ha mantenido homogénea en el tiempo. Además en cada momento de la historia de la Tierra han sido diferentes las partes de la corteza continental afectadas por procesos orogenéticos.
En primer lugar hay que suponer que los procesos característicos de la tectónica global arrancaron en un determinado momento de la evolución planetaria, y que no se han mantenido totalmente uniformes en su intensidad y, hasta cierto punto, su mecánica. De la misma manera sabemos que, a medida que el planeta va perdiendo energía interna, por su disipación como calor en el espacio, las fuerzas necesarias para la orogénesis se van debilitando. Los procesos volcánicos provocan la desgasificación del interior, que va perdiendo agua y otros volátiles, lo que da lugar a una progresiva evolución de sus
propiedades mecánicas hacia una mayor rigidez; a la larga los procesos geotectónicos mayores, como la expansión oceánica y la orogénesis, tendrán que detenerse.
Se llama orogenias o períodos orogenéticos a épocas en la construcción global del relieve. Las tradicionalmente reconocidas son recientes, ocurridas todas en el Fanerozoico:
Orogenia caledoniana: movimientos tectónicos ocurridos hace aproximadamente 400 millones de años. De este plegamiento orogénico surgió la cadena caledoniana, de la que se conservan vestigios en Escocia, península Escandinava, Canadá, Brasil, Norte de Asia y Australia. Orogenia hercínica o varisca: ocurrió en numerosos puntos del globo terrestre hace 300 millones de años y fue más importante que el plegamiento caledoniano. Este plegamiento afectó a gran parte de Europa Centro-occidental, los Urales, los Apalaches en América del Norte, los Andes, Tasmania, etc. Orogenia alpina: plegamiento orogénico del período terciario, el que todavía no ha cesado. Se inició hace 62 millones de años, con el que se formaron, entre otros, el sistema alpino-himalayo, que se extiende desde la Cordillera Cantábrica, los Pirineos y los Alpes hacia el Este, pasando por el Cáucaso, hasta unirse con el mayor núcleo orogénico de ese momento, el Himalaya. También tienen su origen en esta orogénesis las cordilleras mediterráneas meridionales, como las Cordilleras Béticas y el Atlas, o las Montañas Rocosas y los Andes en el continente americano.
Efectos sobre el ambiente
Las historias climática y ecológica recientes de la Tierra han sido muy influidas por las vicisitudes de la orogénesis, lo mismo que por la redistribución de las masas continentales. El levantamiento de grandes relieves modifica la circulación atmosférica, el régimen de vientos, y la distribución de la humedad. Además en las fases en que se acelera el levantamiento, se producen una meteorización y una erosión más intensas, que provocan una disminución del CO2 atmosférico. Ocurre por la intensificación de la carbonatación, por ese componente del aire, de silicatos que la erosión somete a la intemperie; el resultado es un secuestramiento de CO2 que reduce su concentración en la atmósfera y da lugar a un enfriamiento del clima global.
