Dinámica de la Litosfera: Tectónica de Placas y sus Efectos

Movimientos Verticales y Horizontales de la Corteza Terrestre

Isostasia: El Equilibrio de la Corteza

El grosor de la corteza continental varía de unos lugares a otros. En general, las zonas más altas tienen la corteza más profunda. George Airy consideró que la corteza terrestre se comportaba como si estuviera constituida por bloques de materiales ligeros que “flotan” sobre otros más densos. Dutton dio el nombre de isostasia al mecanismo de ajuste que permite explicar los movimientos verticales de la corteza. Según este modelo, si una zona terrestre se sobrecarga, se hundirá, mientras que si se descarga, se elevará.

• Mecanismo:
  1. En las cordilleras, la corteza es más elevada y más profunda.
  2. La erosión retira materiales de las zonas más altas, activándose la recuperación isostática que elevará la base de la cordillera.
  3. La recuperación se distribuye, por lo que no se producen grandes saltos laterales.

Primeras Ideas Movilistas: La Deriva Continental

Los continentes no solo están sometidos a los movimientos verticales que describen la isostasia, sino también a otros horizontales. Las teorías que defienden estas tesis se denominan movilistas. Sus antagonistas son las teorías fijistas, que defienden que los continentes están sometidos a movimientos verticales, pero no a movimientos horizontales.

Teoría de la Deriva Continental de Wegener

Para Wegener, todas las tierras emergidas habían estado unidas formando un gran continente, que denominó Pangea. Los continentes actuales serían el resultado de la división de Pangea y el desplazamiento de los fragmentos que la integraban.

Argumentos de Wegener

• Geográficos: Su punto de partida fue la forma de los continentes, que permitía encajarlos como las piezas de un rompecabezas.
• Paleontológicos: Estudió la distribución de muchos fósiles.
• Geológicos: Analizó ciertas cordilleras y otras formaciones geológicas a ambos lados del Atlántico.
• Paleoclimáticos: Entre ellos, señala la existencia de depósitos glaciares de la misma antigüedad en lugares hoy muy alejados. De haber permanecido en su posición actual, no habrían tenido el mismo clima en el pasado.

Causas de los Desplazamientos según Wegener

Wegener consideraba que el desplazamiento de los continentes resultaba innegable. Sin embargo, tenía muchas dudas sobre el origen de los esfuerzos que causarían estos movimientos. Sugirió dos tipos de fuerzas: la “fuga polar”, debida a la rotación terrestre, y el “frenado mareal”, provocado por la atracción del Sol y la Luna.

La Teoría de la Tectónica de Placas

Uno de los apoyos más destacables lo proporcionó Holmes al indicar que el manto terrestre se encontraba agitado por las corrientes de convección. Bullard comprueba que el encaje de los continentes era casi perfecto si se les añadía la plataforma continental. Wilson introdujo el término placa para referirse a grandes fragmentos de litosfera que se movían de forma unitaria. Según la teoría de la tectónica de placas, la litosfera está dividida en fragmentos o placas, que se mueven debido a la agitación térmica del interior terrestre, y esos movimientos originan vulcanismo, sismicidad, cordilleras y cambios en la distribución de tierras y mares.

Dorsales y Fondos Oceánicos

Las Dorsales Oceánicas

Las dorsales oceánicas son relieves submarinos que se elevan de 2 a 3 km sobre las llanuras circundantes. La dorsal tiene un surco central, limitado a ambos lados por fallas normales, que se denomina rift. La dorsal se encuentra interrumpida por fracturas transversales, que se denominan fallas transformantes.

Distribución y Escasez de los Sedimentos

Una de las razones por la que los científicos estaban muy interesados en el conocimiento de los fondos oceánicos es que esperaban hallar materiales depositados a lo largo de toda la historia terrestre. La ausencia de sedimento en las dorsales y su relativa escasez en el resto de los fondos resultó un hallazgo sorprendente. Por otra parte, los sedimentos no se distribuyen homogéneamente, sino que su potencia aumenta a medida que nos alejamos de la dorsal.

Juventud de la Corteza Oceánica

Hay tres datos que se repiten regularmente en todas las cuencas oceánicas:

• En las dorsales, los basaltos son actuales, es decir, se han formado en el último millón de años.
• La antigüedad de los basaltos situados bajo los sedimentos se incrementa al distanciarnos de las dorsales.
• Esa edad nunca supera los 180 millones de años.

Dinámica de los Océanos

Ciertas rocas poseen pequeños cristales de magnetita y de otros minerales de hierro que tienen capacidad para imantarse y orientarse según el campo magnético terrestre. El proceso ocurre durante el enfriamiento del magma y, una vez completado, la imantación de los minerales es permanente e indicará la orientación que tenía el campo magnético cuando se formó la roca. El magnetismo impreso en la roca recibe el nombre de paleomagnetismo y su estudio ha permitido saber que el campo magnético terrestre se ha invertido muchas veces, intercambiándose las posiciones del polo norte y polo sur magnéticos.

Teoría de la Expansión del Fondo Oceánico

Se descubrió que los basaltos de la corteza oceánica muestran una llamativa magnetización en bandas paralelas al eje de la dorsal, que alternativamente tienen polaridad normal y polaridad invertida. Para explicar el bandeado magnético, se elaboró la teoría de la expansión del fondo oceánico, según la cual las dorsales son lugares en los que se genera nueva litosfera oceánica a partir de materiales magmáticos procedentes del interior. La litosfera recién creada se aleja a uno y otro lado de la dorsal, y el espacio dejado lo ocupa nuevo magma. Esta teoría permite explicar la actividad volcánica que hay en las dorsales, el incremento de la edad de los fondos oceánicos al alejarse de ellas, así como la distribución de los sedimentos en las cuencas oceánicas. Se conoce también como teoría de la extensión del fondo oceánico.

Expansión del Fondo Oceánico: Proceso

1. Una masa de magma llega hasta la dorsal. Se enfría y el basalto formado contiene cristales de magnetita con la polaridad normal.
2. La litosfera recién creada se aleja de la dorsal a uno y otro lado. El espacio dejado lo ocupa nuevo magma, y los cristales de magnetita recogen la polaridad existente.
3. El proceso de creación de nueva litosfera oceánica continúa, y en cada momento los basaltos graban la polaridad del campo magnético existente.

¿Por qué se Hunde el Fondo Oceánico?

Se denomina subducción al proceso por el que la litosfera se introduce en el interior terrestre. La subducción de la litosfera oceánica no se produce cuando alcanza los 100 millones de años, sino que puede retrasarse hasta que tiene 160 o 180 millones de años.

Zonas de Subducción

Se sitúan en los límites de dos placas litosféricas que presentan un movimiento convergente. Como consecuencia de la subducción, se destruye litosfera oceánica, y esta destrucción se hace a un ritmo tal que equilibra la cantidad de litosfera generada en las dorsales. Según la naturaleza continental u oceánica de las placas implicadas en el proceso de subducción, se diferencian tres casos:

Convergencia Continental-Oceánica

La litosfera continental es más ligera y gruesa que la oceánica. Por esta razón, si convergen una placa continental con otra oceánica, es esta última la que se introduce debajo de la continental.

Subducción: La litosfera oceánica transporta sedimentos en su parte superior, y la mayor parte de ellos no subducen, sino que son recogidos por el frente del borde continental. Estos sedimentos son apilados y deformados, originando lo que se denomina prisma de acreción. Entre el prisma de acreción y los sedimentos que todavía no han sido apilados se forma un surco alargado, la fosa oceánica.

Las zonas de subducción presentan la mayor actividad sísmica del planeta. Los terremotos, atendiendo a su profundidad, se clasifican en: someros, intermedios y profundos. La litosfera oceánica que subduce está fría y contiene ciertas cantidades de agua. El rozamiento con la litosfera continental incrementa la temperatura, y el agua baja el punto de fusión de los minerales. Esto permite que se produzca una fusión parcial de los minerales más ricos en sílice, que funden a menor temperatura. Se originan así magmas que alimentarán erupciones volcánicas.

Convergencia Oceánica-Oceánica

En la subducción oceánica, la litosfera penetra en el manto con un ángulo de gran inclinación. El acoplamiento entre las dos placas es débil, lo que favorece la subducción de los sedimentos oceánicos, por tanto, no se forma prisma de acreción. Se representan fosas muy profundas, y el magnetismo origina un arco de isla.

Convergencia Continental-Continental

Dado que la litosfera continental es lo suficientemente ligera como para no subducir, se habla de colisión más que de subducción. Tras la colisión continental, se produce el cabalgamiento de un continente sobre otro.

Fallas Transformantes

Las placas litosféricas pueden tener un tercer tipo de margen. En él se produce un desplazamiento lateral de una placa con respecto a otra; son las fallas transformantes. En estos límites de placa no se crea ni se destruye litosfera, por lo que se denominan bordes conservativos, pasivos o neutros. Hay dos tipos:

• Las fallas que cortan transversalmente a las dorsales oceánicas.
• Las fracturas que conectan dos límites diferentes de placas.

No hay vulcanismo asociado a los bordes conservativos. Sin embargo, los terremotos son frecuentes, aunque solo aquellos que tienen foco sísmico somero. Son zonas de fractura que no poseen un tipo de relieve característico.

Tipos de Márgenes

¿Qué Mueve las Placas Litosféricas?

• La energía térmica del interior terrestre genera corrientes de convección en el manto sublitosférico y constituye la causa que pone en marcha el movimiento de las placas.
• En algunas zonas de la base del manto, en la capa D”, se originan columnas ascendentes de materiales muy calientes que pueden alcanzar la superficie. Son los puntos calientes.
• Las placas litosféricas se ven arrastradas por los movimientos convectivos del manto.
• La gravedad desempeña un papel importante entre las causas del movimiento de las placas y lo hace a través de dos mecanismos:
  • La mayor altura dorsal favorece el deslizamiento hacia abajo del fondo oceánico.
  • La litosfera subducida es densa y fría, así el extremo de la placa subducida tira de ella y la arrastra, se denomina “efecto toalla”.

Teoría de la Tectónica de Placas: Una Perspectiva Global

1. La litosfera se encuentra dividida en un conjunto de fragmentos rígidos denominados placas.
2. Los límites o bordes de las placas litosféricas pueden ser de tres tipos: dorsales o límites divergentes, zonas de subducción o límites convergentes y fallas transformantes o límites conservadores.
3. Las placas litosféricas se desplazan sobre los materiales plásticos del manto sublitosférico.
4. Los desplazamientos de las placas litosféricas son causados por la energía térmica del interior terrestre ayudada por la energía gravitatoria.
5. La litosfera oceánica es renovada continuamente, mientras que la litosfera continental tiene un carácter más permanente.
6. A lo largo de la historia de la Tierra, ha cambiado no solo la posición de las placas litosféricas o su forma y tamaño, sino también el número de estas.

Comparación entre la Teoría de la Deriva Continental y la Tectónica de Placas

• Común: Ambas son teorías movilistas, es decir, defienden que los continentes no solo están sometidos a movimientos verticales, sino también a movimientos horizontales.
• Diferencias:
  • Según Wegener, el desplazamiento de los continentes era innegable, pero tenía dudas sobre el origen de las fuerzas que causaban estos movimientos. Sugirió la “fuga polar” y el “frenado mareal”.
  • Según la teoría de la tectónica de placas, la litosfera está dividida en placas que se mueven debido a la agitación térmica del interior terrestre. Estos movimientos originan vulcanismo, sismicidad, cordilleras y cambios en la distribución de tierras y mares.