Ciclo de Wilson y Fenómenos Geológicos: Comprendiendo la Tectónica de Placas

Ciclo de Wilson

El Ciclo de Wilson dice que cada uno de los bordes entre placas evoluciona siempre de la misma forma, pasando por las mismas etapas y volviendo a la situación inicial. Las etapas de este ciclo son:

• 1ª etapa: Rift continental: En esta etapa aparece una zona en el interior de un continente donde la corteza es cada vez más fina por el ascenso de magma del manto. Esa zona se hunde y el agua rellena esas zonas hundidas. Esto está ocurriendo ahora mismo en el Rift Valley de África. Con el tiempo, el cuerno de África será obligado a separarse del resto de África.
• 2ª etapa: Formación de un mar estrecho: La actividad magmática sigue. Se forma una dorsal que poco a poco crea un fondo oceánico. Esto está sucediendo actualmente en el Mar Rojo, que separa África de Arabia.
• 3ª etapa: Océano de tipo atlántico: La dorsal sigue funcionando y el mar se hace cada vez más ancho. En los bordes del océano con los continentes todavía no hay subducción porque el fondo es joven.
• 4ª etapa: Océano de tipo pacífico: El fondo oceánico es más viejo que el atlántico, más frío y más rígido, por lo que no aguanta la presión y se rompe. Se produce la subducción, ya que el fondo pacífico se hunde bajo los continentes. Aparecen las cordilleras térmicas como los Andes o arcos de islas (cinturón de fuego del Pacífico).
• 5ª etapa: Colisión continental: El fondo oceánico poco a poco va destruyéndose, las dorsales oceánicas se desplazan y también desaparecen en la zona de subducción. Al final, todo el fondo desaparece y chocan los dos continentes. Esto ha ocurrido ya en la formación del Himalaya, pero también sucederá en el Pacífico y Atlántico. Si este proceso ocurre en toda la Tierra, tendríamos un nuevo Pangea.

Consideraciones del ciclo: Cada límite entre placas evoluciona siempre igual. En este momento, podemos encontrar ejemplos en la Tierra de cada una de las etapas del ciclo de Wilson.

Fenómenos Intraplaca

Además de los bordes de placa, también en el interior se producen fenómenos geológicos, principalmente en los puntos calientes (hot spots). Son zonas del interior de las placas donde ascienden plumas de magma. Producen volcanes, terremotos y rotura del continente (si es litosfera continental) o formación de islas (litosfera oceánica). Ejemplos: Yellowstone en EE. UU., Hawái en el Pacífico y las Islas Canarias, cuya clasificación como punto caliente se discute.

Pruebas de la Tectónica de Placas

Existen dos tipos de pruebas que demuestran que las placas se mueven:

• a) Un primer grupo de pruebas propuestas por Alfred Wegener que demuestran que existió un Pangea y que los continentes se separaron y se mueven (deriva continental). Son:
  • Los continentes parecen encajar como un puzle (Sudamérica y África).
  • Hay fósiles de la misma especie en continentes hoy separados; esa especie vivió en ellos cuando estaban juntos.
  • Existen restos de climas muy diferentes a los climas actuales, es decir, restos de glaciares o plantas tropicales en sitios donde no les corresponde.
  • Hay cadenas montañosas que parecen continuar entre continentes hoy separados, lo que indica que se formaron cuando estaban juntos.
• b) Un segundo grupo de pruebas más modernas que derivan del estudio de los fondos oceánicos y que demuestran que los fondos oceánicos se expanden a partir de la dorsal. Son:
  • Cuanto más nos alejamos de la dorsal, las rocas son más viejas y de forma simétrica.
  • Cuanto más nos alejamos de la dorsal, más cantidad de sedimentos hay porque más tiempo llevan acumulados. La cantidad es nula en la dorsal.
  • Cuando el magma se enfría en la dorsal, el hierro que lleva se orienta según el campo magnético del momento. Se han encontrado bandas de polaridad invertida a ambos lados de la dorsal de forma simétrica (paleomagnetismo).

Procesos Geológicos Asociados a la Tectónica de Placas

Vamos a estudiar las consecuencias geológicas del movimiento de las placas.

Deformaciones de la Corteza

Las fuerzas tectónicas pueden plegar las rocas (pliegues) o romperlas (fallas y diaclasas). En el caso de los pliegues tenemos: antiforme recto, inclinado y tumbado; sinforme recto, inclinado y tumbado; serie isoclinal; anticlinario y sinclinario. En el caso de las fallas, la roca no aguanta la presión y se rompe. Si la roca se rompe y no se mueve, es una diaclasa. Si se mueve, es una falla.

Magnetismo

• a) En los bordes constructivos (dorsal), el magma se produce por descompresión del manto, ya que la fisura o rift reduce mucho la presión. El magma producido es de tipo basáltico.
• b) En los bordes destructivos (zona de subducción), se produce un magma por el rozamiento de las rocas que se hunden. El magma es más alcalino que el anterior porque es más rico en sodio y potasio y suele ser menos viscoso.
• c) En los bordes pasivos (fallas transformantes), no suele haber magmatismo, pero si lo hay, es también más alcalino que en las dorsales.

Metamorfismo

Es el conjunto de transformaciones que sufren las rocas sin llegar a fundirse.

• a) En los bordes constructivos, el intenso calor produce metamorfismo de contacto.
• b) En los bordes destructivos, se produce un metamorfismo regional, ya que varía tanto la temperatura como la presión.
• c) En los bordes pasivos, se produce trituración de los materiales por el roce (metamorfismo dinámico).

Vulcanismo

El magma formado en el interior de la corteza terrestre está constituido por rocas fundidas, gases disueltos y roca sólida. Se puede clasificar en:

• Basálticos: magma pobre en sílice, alta temperatura, muy fluido, produce actividad volcánica hawaiana y fisural.
• Andesíticos: magma intermedio, mayor contenido en sílice, temperatura media, viscoso, origina actividad estromboliana y pliniana.
• Graníticos: magma ácido, alto contenido en sílice, temperatura baja, muy viscoso, da lugar a actividad pliniana y explosiva.

Actividad Volcánica y Tipos

Los volcanes arrojan al exterior productos sólidos, líquidos y gases. Los sólidos se denominan piroclastos y, según su tamaño, pueden ser cenizas, lapilli o bombas volcánicas. Los líquidos son lava y los gases son vapor de H₂O y CO₂.

Riesgo Volcánico

• Inyección de cenizas y aerosoles en la atmósfera.
• Ríos de lava.
• Caída de piroclastos.
• Colapsos y avalanchas.
• Lahares.
• Movimientos de ladera.
• Emanación de gases.
• Nubes ardientes.
• Terremotos.

Previsión, Prevención y Predicción del Riesgo Volcánico

La previsión consiste en la evaluación de la peligrosidad de los diferentes procesos asociados a la actividad volcánica, para lo cual se elaboran mapas de peligrosidad. La prevención consiste en adoptar las medidas necesarias para evitar o minimizar los daños en caso de materialización de un determinado riesgo. La predicción consiste en saber con antelación qué tipo de evento ligado a la actividad volcánica se va a producir, así como la magnitud y el lugar.

Precursores volcánicos: Indican la inminencia de una erupción volcánica. Destacan: inclinación, levantamiento o abombamiento del terreno, cambio brusco del nivel de agua en pozos, leves temblores de tierra, animales inquietos, activación del vulcanismo atenuado.

Los Terremotos

Se producen en zonas de fractura sometidas a esfuerzos compresivos, distensivos y laterales. Los terremotos de mayor magnitud se originan en las zonas de compresión y de cizalla. Los esfuerzos compresivos se producen en las zonas de subducción; los esfuerzos distensivos se originan en zonas de rifting, como la del Mar Rojo que separa Arabia de África, y en las dorsales oceánicas; los esfuerzos de cizalla tienen lugar en las fallas transformantes.

Cómo se Producen los Terremotos

Los lentos movimientos de las placas hacen que las rocas que forman sus bordes se vayan deformando lentamente a medida que soportan un esfuerzo. Esta deformación acumula en ellas energía elástica que, al liberarse bruscamente cuando las rocas rompen, produce el rebote elástico que da lugar a las ondas sísmicas. El hipocentro (punto donde se origina el terremoto bajo la superficie terrestre) genera dos tipos de ondas:

• Ondas P: Se propagan a gran velocidad y son las primeras que registran los sismógrafos. Se transmiten en medio sólido y líquido, por lo que cruzan todo el planeta. La velocidad es mayor cuanto mayor es la rigidez de los materiales.
• Ondas S: Son más lentas que las P, se propagan perpendicularmente y se transmiten por el medio sólido, por lo que cuando llegan al núcleo son absorbidas y desaparecen. Al llegar a la superficie, las ondas P y S originan ondas superficiales, que son las que producen los daños. El epicentro es el punto superficial terrestre sobre la vertical del foco sísmico y es el primero al que llegan las ondas P.

Intensidad y Magnitud de los Terremotos

La intensidad es una estimación de los daños que ocasiona y se mide con la escala de Mercalli, que tiene 12 grados nombrados con números romanos. La magnitud de un terremoto es una medida de la energía liberada en el seísmo, se mide en la escala de Richter y se expresa como un número adimensional con un decimal. La escala de Richter presenta algunos problemas técnicos y tiende a ser sustituida o complementada con la magnitud de momento.