A Dinámica da Terra: Tectónica de Placas, Movemento Continental e Riscos Xeolóxicos

Introdución: A Litosfera e as Placas Tectónicas

A litosfera está fracturada en varios fragmentos chamados placas litosféricas. Existen 8 placas principais: Pacífico, Norteamericana, Suramericana, Nazca, Euroasiática, Africana, Australiana e Antártica. Tamén hai subplacas como a de Coco ou a Filipina.

A maioría das placas tectónicas teñen dous tipos de litosfera:

• Oceánica: A máis delgada e densa, constitúe o fondo dos océanos.
• Continental: Máis espesa e lixeira, forma as áreas emerxidas.

Teoría da Deriva Continental (Alfred Wegener)

Alfred Wegener foi un meteorólogo alemán que en 1912 formulou a teoría da deriva continental. Esta teoría afirmaba que os continentes se movían lentamente, explicando así que hai 300 millóns de anos a terra emerxida se atopaba como un único continente (Panxea) rodeado por un único océano (Pantalasa). Para apoiar a súa teoría, elaborou diversas probas:

• Xeográficas: A coincidencia das costas dalgúns continentes indica que estiveron unidas.
• Xeolóxicas: Antigas formacións xeolóxicas semellantes atópanse actualmente separadas polo mar.
• Paleontolóxicas: Presenza de fósiles semellantes en distintos continentes.
• Biolóxicas: Algúns organismos evolucionaron tras a separación dos continentes, orixinando especies diferentes.

Teoría da Tectónica de Placas

As principais probas que corroboraron o movemento dos continentes son:

• Idade das rochas do fondo oceánico: A idade das rochas das zonas centrais dos océanos é máis recente que a das situadas en zonas próximas aos continentes. Isto é unha proba da expansión do fondo oceánico partindo dun eixe central (as dorsais oceánicas), xa que a medida que se forman rochas volcánicas no centro, as que se orixinaron antes desprázanse e afástanse del.
• Paleomagnetismo das rochas do fondo oceánico: Como as rochas magmáticas adquiren a polaridade do campo magnético a medida que se forman, o fondo oceánico mostra bandas simétricas de polaridade normal e inversa alternando a ambos os dous lados das dorsais.
• Distribución de volcáns e terremotos: Dispóñense aliñados e concentrados en determinadas zonas que coinciden cos límites propostos para as placas tectónicas.
• Análise de paleoclimatoloxía: Demostrou que en todos os continentes do Sur e na India se desenvolveu un clima glaciar, o que significa que había un só continente preto do polo sur que se fracturou noutros continentes que se desprazaron ata o lugar actual.
• Estudo das estruturas submarinas: Cartografáronse as longas cordilleiras montañosas submarinas (dorsais oceánicas) que cruzan os principais océanos. No centro destas dorsais atopáronse varios dos sinais do magnetismo que orixinou as rochas do fondo oceánico.

A Enerxía que Move as Placas

A Terra é un planeta xeoloxicamente activo grazas á calor que mantén no seu interior. Unha parte desta calor consérvase das primeiras etapas de formación do planeta, cando a Terra foi bombardeada por innumerables meteoritos e quedou case totalmente fundida. Ademais desta calor residual, xérase calor nas capas profundas da Terra debido á desintegración dos elementos radioactivos presentes no seu interior.

A calor contida no interior da Terra é o motor que move as placas da litosfera e o responsable do vulcanismo e da sismicidade asociada. Pero para iso é necesario que exista un mecanismo que permita a transmisión da calor dende as capas internas da Terra á litosfera.

Mecanismos de Transmisión da Calor

Correntes de Convección

Segundo esta hipótese, o manto actúa como un fluído: os materiais máis quentes e menos densos ascenden cara á superficie, e alí arrefríanse e comezan despois o seu descenso. O resultado é a transmisión de enerxía dende o núcleo ata a superficie mediante correntes de convección. Grazas a esta enerxía, a astenosfera arrastraría a litosfera, que flota sobre ela e se movería pasivamente.

Plumas Térmicas e Capa D

Estudos recentes consideran que a astenosfera dificilmente pode ser unha capa fluída continua. É máis probable que se produza un ascenso de materiais fundidos dende o propio núcleo terrestre en forma de plumas térmicas que chegan á superficie terrestre. O descenso de materiais arrefriados ás capas máis profundas realízase en forma de láminas anchas ou cortinas térmicas ata o fondo da capa de mesosfera.

Algúns xeólogos cren que a forza da gravidade tamén debe intervir neste proceso. Así, nas zonas onde se afunden os materiais, o peso destes arrastra o resto da placa e facilita o movemento dos materiais cara ao interior da Terra.

Capa D

Gran rexión situada entre o núcleo e a mesosfera, ten un papel activo no movemento convectivo dos materiais do interior terrestre. Nesta rexión acumúlanse os materiais fríos que descenden das capas superiores e tamén se inician as plumas térmicas.

Dinámica da Litosfera: Límites entre Placas

As diferentes placas que forman a litosfera xeran tres tipos de contactos entre placas:

• Límites Diverxentes (Construtivos): As placas sepáranse e o oco xerado énchese con materiais fundidos que proceden do manto. Como resultado, fórmase unha nova litosfera.
• Límites Converxentes (Destrutivos): As placas chocan entre si. Segundo a natureza das placas que converxen, formarase unha zona de subdución (onde se destrúe a litosfera) ou unha zona de obdución (onde os materiais se dobran e forman novas cordilleiras).
• Límites Conservativos (Transformantes): A litosfera nin se crea nin se destrúe. Neste límite as placas móvense lateralmente e orixinan as fallas transformantes.

Límites Diverxentes (Construtivos)

Os límites diverxentes aparecen no momento en que un continente se fractura. Isto crea un rift intracontinental que pode evolucionar para xerar unha dorsal oceánica. É un proceso que dura millóns de anos e no que podemos establecer estas catro fases:

Fases de Formación dunha Dorsal Oceánica

1. Vulcanismo Incipiente: Nalgunhas rexións continentais do planeta hai un importante fluxo de calor procedente de zonas profundas (plumas térmicas ou puntos quentes). Os materiais fundidos ascenden e presionan a litosfera de tal xeito que poden provocar fracturas.
2. Formación dun Rift: A fracturación nos rifts adoita ir acompañada de fenómenos volcánicos. A calor acumulada baixo a litosfera pola presenza de plumas térmicas produce a fusión das rochas do manto e orixina un magma que tende a elevarse cara á superficie (p. ex., o vulcanismo do Kilimanjaro, situado no Gran Val do Rift). As fracturas maniféstanse en forma de múltiples fallas normais que dan lugar a grandes depresións chamadas rifts intracontinentais.
3. Mar Lineal: A expansión da litosfera e o seu afundimento fan que estas grandes depresións sexan invadidas polo océano. Nestes casos xérase un mar lineal, estreito e pouco profundo, como é o Mar Vermello.
4. Dorsal Oceánica: A litosfera continental está separada en dous bloques, e as chegadas de magma pola actividade volcánica comezan a xerar unha dorsal oceánica. A dorsal será a zona de contacto entre as dúas novas placas. Obsérvanse nela moitas fallas perpendiculares ao eixe da dorsal. Nesta nova dorsal, as continuas erupcións submarinas expulsan materiais que xeran nova litosfera oceánica. Normalmente, a velocidade de expansión da litosfera oceánica é duns poucos centímetros ao ano. A zona central das dorsais, onde se produce vulcanismo submarino, segue recibindo o nome de rift.

Límites Converxentes (Destrutivos)

Nos límites converxentes prodúcese a colisión de dúas placas, e o resultado dependerá da natureza das placas implicadas.

Zonas de Subdución

Cando unha das dúas placas é oceánica, prodúcese un proceso de destrución da litosfera nas zonas de subdución. Nestas zonas, a litosfera oceánica afúndese baixo a outra placa, penetrando na astenosfera. As altas temperaturas fan que os materiais se derritan e o magma resultante se eleve, provocando unha importante actividade volcánica.

O plano de contacto entre as dúas placas, que ten unha inclinación duns 45°, chámase plano de Benioff.

Tipos de Zonas de Subdución

• Zona de Subdución de Tipo Andino: É a zona de contacto entre unha placa con litosfera continental e outra placa con litosfera oceánica. A oceánica é máis densa e subdúcese baixo a continental. A fusión da litosfera oceánica xera un magma que se eleva cara á superficie. Este tipo de contacto prodúcese entre as placas de Nazca e América do Sur, e orixina a cordilleira dos Andes.
• Zona de Subdución de Tipo Arco de Illas: Nas zonas de contacto entre dúas placas con litosfera oceánica, unha delas subduce baixo a outra e a partir delas xérase un arco de illas. Estas zonas presentan un intenso vulcanismo que orixina illas volcánicas aliñadas na zona de contacto entre placas. Algúns arcos de illas son as illas de Xapón, Filipinas ou as Aleutianas.

Zonas de Obdución

Cando as dúas placas que chocan están formadas por litosfera continental, fórmase unha zona de obdución. Nela, os materiais, sendo menos densos que a litosfera oceánica, non poden subducir e dóbranse.

Zona de Obdución

Nas zonas de obdución, os materiais encartados provocan un aumento do grosor da litosfera continental e orixinan grandes cordilleiras como o Himalaia en Asia ou os Montes Urais. Os terremotos ocorren con frecuencia nestas zonas e acaban converténdose en zonas de sutura nas que finalmente as dúas placas se unen nunha soa. Unha vez suturada, a zona queda estabilizada xeoloxicamente.

Límites Conservativos (Transformantes)

Ademais das zonas de construción e destrución da litosfera, hai contactos entre placas nos que se moven lateralmente entre si. Este movemento dá lugar ao desenvolvemento de fallas transformantes, cuxo efecto é unha alta frecuencia de movementos sísmicos nas rexións afectadas por este proceso. Prodúcese, por exemplo, en California, onde a placa do Pacífico se despraza cara ao norte con respecto á placa Norteamericana e provoca fallas como a de Santo André.

Procesos Xeolóxicos nos Límites entre Placas

Deformacións (Dobras e Fallas)

• Dobras: Son deformacións dos estratos que se producen cando os materiais están sometidos a unha compresión en condicións de presión e temperatura elevadas; son propias dos límites converxentes. As dobras en cuxo núcleo se atopan os estratos máis antigos reciben o nome de anticlinais, mentres que aquelas en que o material do núcleo é o máis moderno se chaman sinclinais.
• Fallas e Cabalgamentos: As fallas son estruturas do terreo nas que se aprecia un desprazamento relativo entre os bloques resultantes. Cando se produce unha distensión do terreo xéranse fallas normais, mentres que se hai compresión son fallas inversas. Nas fallas transformantes os bloques desprázanse lateralmente. As fallas normais están asociadas a límites diverxentes, as inversas a converxentes e as transformantes a conservativos.

  Os cabalgamentos evolucionan a partir de fallas inversas cando as forzas de compresión continuadas provocan que un dos bloques se desprace sobre o outro. Este fenómeno dá lugar á repetición da serie de estratos. Cando o bloque superior avanza distancias importantes sobre o inferior, fálase de manto de corremento; entón o bloque inferior denomínase autóctono e o superior alóctono.

Magmatismo e Metamorfismo

• Magmatismo: Prodúcese por mor da fusión das rochas da litosfera oceánica durante a subdución. Pode manifestarse como vulcanismo ou plutonismo, cando o magma se solidifica lentamente durante o seu ascenso dentro da litosfera continental.
• Metamorfismo: É a transformación dalgunhas rochas por mor dos elevados valores de presión e temperatura existentes nestas rexións. Como consecuencia, xéranse rochas metamórficas. Os procesos metamórficos poden aparecer en todos os límites.

O Ciclo de Wilson

A litosfera está suxeita a un ciclo de formación e destrución continuo. Consiste en:

1. Formación dun rift intracontinental debido á fragmentación dunha placa continental.
2. Separación das placas continentais: aparición dunha dorsal que xera litosfera oceánica (expansión oceánica).
3. Subdución da litosfera oceánica baixo a litosfera continental, formación de cordilleiras costeiras.
4. Peche da conca oceánica, formación de cordilleiras por colisión das placas continentais.

Formación do Relevo da Litosfera

O ciclo de destrución e formación da litosfera provoca relevos característicos:

• Plataforma Continental: Está nas zonas de transición entre a litosfera continental e a oceánica dentro dunha mesma placa.
• Dorsais Oceánicas: Cordilleiras que se poden elevar máis de 2000 m sobre o fondo, atópanse nas beiras diverxentes.
• Fosas Abisais: Zonas máis profundas dos océanos, poden chegar aos 11 km de profundidade e atópanse nas zonas de subdución.
• Cordilleiras: Fórmanse por procesos de subdución de tipo andino ou debido a unha colisión continental.
• Noiro Continental: Zona que constitúe o límite entre a litosfera continental e oceánica, cunha pendente elevada.

Riscos Xeolóxicos Asociados á Tectónica de Placas

Risco Volcánico

As erupcións poden supoñer un risco en función de:

• Exposición: Depende do grao de presenza humana nas zonas de influencia dos volcáns (a máis poboación, máis exposición).
• Vulnerabilidade: Depende da calidade das construcións e das infraestruturas que poden estar mellor ou peor adaptadas ao risco volcánico.
• Perigo: Depende do tipo de erupción volcánica e dos procesos que leva asociados.

O Perigo Segundo o Tipo de Límite

• Beiras Construtivas (Límites Diverxentes): O risco é escaso, xa que a maior parte das erupcións se produce nas dorsais oceánicas. Nas zonas de rift intracontinental existe un certo risco, aínda que non é moi elevado. As erupcións propias destas zonas son estrombolianas e caracterízanse pola emisión de lava fluída e de fragmentos sólidos chamados piroclastos. O seu grao de explosividade é baixo ou medio e, polo tanto, o seu perigo é moderado.
• Zonas de Intraplaca Continentais: As erupcións son de tipo estromboliano (isto sucede en Italia nos volcáns Etna e Stromboli). O risco asociado é medio.
• Beiras Destrutivas (Límites Converxentes): O risco volcánico máis alto concéntrase nas zonas de subdución. O tipo de erupcións características son as plinianas ou peleanas, que se consideran as máis perigosas. Producen violentas explosións pola emisión de grandes cantidades de gases e piroclastos. Tamén se poden dar fenómenos como as coadas piroclásticas ou as nubes ardentes e a chuvia de cinza.
• Zonas de Intraplaca Oceánica: O vulcanismo xera lavas moi fluídas sen explosións e de perigo mínimo. Son erupcións hawaianas ou efusivas e orixinan illas como Hawai ou as Canarias. Son as que producen un menor risco.

Risco Sísmico

Os terremotos prodúcense como consecuencia do movemento das fallas nas zonas de contacto entre placas litosféricas, como as zonas de subdución, colisión continental e de fallas transformantes. O foco dun terremoto é o hipocentro e o punto da superficie máis próximo é o epicentro.

Os tsunamis prodúcense cando os terremotos con epicentro no mar xeran grandes ondas con efectos moi destrutivos na costa.

Medición dos Terremotos

• Magnitude: Depende da enerxía e pode medirse co sismógrafo. Exprésase na escala Richter, na que un grao de aumento implica unha enerxía 32 veces maior. Aínda que se trata dunha escala aberta, practicamente non se rexistran terremotos de magnitude maior que 9. A magnitude dos terremotos que causan danos importantes e vítimas entre a poboación oscila entre 6 e 8.
• Intensidade: Valora os efectos do terremoto e mídese na escala Mercalli ou MSK, que se divide en graos que se expresan en números romanos. Cada grao defínese a partir dalgúns efectos concretos.

Vulcanismo e Sismicidade en España

• Vulcanismo: As últimas erupcións tiveron lugar na Palma en 2021 coa erupción do volcán da cordilleira de Cumbre Vieja e no Hierro en 2011 houbo unha erupción submarina preto da costa. Tamén atopamos actividade no Teide (Tenerife) e no Parque Nacional de Timanfaya (Lanzarote).
• Sismicidade: O risco sísmico en España materialízase por unha parte en Granada, Almería e Murcia, e por outra nos Pireneos. Na zona do sueste peninsular é onde se produce a maioría dos terremotos. O sismo máis grande ocorrido en España nas últimas décadas sucedeu en Lorca en 2011. A súa magnitude foi de 5,1 na escala Richter e ocasionou grandes danos en numerosas vivendas e mesmo vítimas mortais.

Prevención do Risco

As medidas de prevención inclúen:

• Elaborar mapas de risco.
• Planificar os usos do territorio segundo o seu perigo.
• Seguir rigorosamente as normas de construción.
• Sensibilizar e educar a poboación sobre como actuar.
• Organizar e protexer a poboación mediante plans de evacuación e centros de acollida.