Dinámica Terrestre: Capas, Deriva Continental y Tectónica de Placas

Capas Internas de la Tierra

Capas Composicionales

En orden de densidad creciente, separadas por discontinuidades sísmicas. La corteza y el manto están compuestos por rocas, mientras que el núcleo es metálico (principalmente hierro).

Capas Dinámicas

La litosfera, capa rígida superficial, engloba toda la corteza más una porción del manto superior (rígido). La mesosfera (que incluye la astenosfera y la endosfera o manto inferior) tiene un comportamiento más plástico y dúctil, sin dejar de ser sólida.

La Hipótesis de la Deriva Continental de Alfred Wegener

Alfred Wegener, meteorólogo alemán, fue el primero en reunir un conjunto significativo de pruebas para demostrar que los continentes no siempre estuvieron en sus posiciones actuales, sino que se habían desplazado. Postuló que todos los continentes estuvieron unidos en un supercontinente único llamado Pangea.

Pruebas de la Deriva Continental

Pruebas Paleontológicas

Se basan en la presencia de fósiles idénticos de organismos terrestres (como ciertos reptiles o plantas) en continentes que actualmente están separados por vastos océanos. Estos organismos no habrían podido cruzar dichas barreras acuáticas.

Pruebas Geológicas

Incluyen el notable encaje de las líneas costeras de los continentes (especialmente Sudamérica y África) y la continuidad de formaciones rocosas y cadenas montañosas a través de diferentes continentes cuando se los une.

Pruebas Paleoclimáticas

Evidencias de climas antiguos en lugares donde hoy serían imposibles. Por ejemplo, depósitos glaciares en zonas actualmente tropicales y yacimientos de carbón (formado en climas cálidos y húmedos) en regiones frías. Estas pruebas sugieren que los continentes se han movido a través de diferentes zonas climáticas. Posteriormente, la hipótesis de la deriva continental quedó integrada en una teoría mucho más completa: la tectónica de placas.

El Fondo Oceánico: Relieve y Composición

Relieves Oceánicos Más Importantes

• Dorsales mediooceánicas: Grandes cordilleras submarinas que se extienden por todos los océanos.
• Fosas oceánicas: Trincheras largas, estrechas y muy profundas, que constituyen las mayores profundidades del océano.

Composición del Fondo Oceánico

Dos características fundamentales definen la composición del fondo oceánico:

• Está constituido principalmente por rocas volcánicas, como el basalto.
• Las rocas del fondo oceánico son geológicamente muy jóvenes en comparación con las rocas continentales.

Placas Litosféricas: Definición y Tipos

La litosfera no es una capa continua, sino que está fragmentada en varias piezas rígidas de diferentes tamaños, denominadas placas litosféricas. Estas placas están separadas entre sí por zonas de intensa actividad geológica, como los cinturones sísmicos (donde ocurren terremotos) y volcánicos.

Tipos de Placas Litosféricas

Las placas se clasifican atendiendo a dos criterios principales:

Según su Tamaño

• Grandes placas: Son las de mayor extensión, como la Placa del Pacífico o la Placa Euroasiática.
• Microplacas: Son fragmentos más pequeños situados entre las grandes placas.

Según el Tipo de Litosfera

• Placas oceánicas: Formadas predominantemente por litosfera oceánica, más densa y delgada.
• Placas continentales: Formadas predominantemente por litosfera continental, menos densa y más gruesa.
• Placas mixtas: Contienen tanto litosfera oceánica como continental (la mayoría de las grandes placas son mixtas).

Expansión del Fondo Oceánico

El fondo oceánico se está generando continuamente en las dorsales mediooceánicas. Este proceso ocurre a medida que el magma, proveniente del manto, asciende y se solidifica en el eje de la dorsal, también conocido como rift. A medida que se forma nuevo fondo oceánico, empuja al material más antiguo hacia los lados, provocando la expansión.

De la Deriva Continental a la Tectónica de Placas

El Proceso de Subducción

Si se crea nuevo fondo oceánico en las dorsales, para que la Tierra no aumente de tamaño, debe destruirse una cantidad equivalente de litosfera oceánica en otras zonas. Este proceso de destrucción ocurre en las fosas oceánicas, donde la litosfera oceánica, más densa, se dobla y se hunde (subduce) bajo otra placa (continental u oceánica más joven) hacia el interior del manto.

La Teoría de la Tectónica de Placas

La combinación del concepto de placa litosférica y la hipótesis de la expansión del fondo oceánico condujo al desarrollo de la Teoría de la Tectónica de Placas, una teoría unificadora en las Ciencias de la Tierra. Sus postulados fundamentales son:

Postulados de la Tectónica de Placas

1. La litosfera está dividida en varios fragmentos rígidos de distintos tamaños, denominados placas litosféricas.
2. La mayor parte de la actividad geológica interna de la Tierra (como terremotos, erupciones volcánicas y formación de cordilleras) se concentra en los límites o bordes entre estas placas.
3. Los fondos oceánicos se crean continuamente en las dorsales mediooceánicas (límites divergentes) y se destruyen mediante el proceso de subducción en las fosas oceánicas (límites convergentes).
4. Las placas litosféricas están en constante movimiento sobre la astenosfera. Al moverse, arrastran consigo a los continentes (que forman parte de ellas) e interactúan en sus bordes. Estas interacciones pueden ser de separación (dando lugar a la formación de nuevos océanos), de colisión (originando cordilleras) o de deslizamiento lateral.

Tipos de Límites entre Placas Tectónicas

Según el tipo de movimiento relativo entre las placas en sus zonas de contacto, los límites se clasifican en:

Bordes Constructivos o Divergentes

Son zonas donde dos placas tectónicas se separan. En estos límites se crea nueva litosfera oceánica a partir del magma que asciende desde el manto. Las dorsales mediooceánicas son el ejemplo más característico.

Bordes Destructivos o Convergentes

Son zonas donde dos placas tectónicas se aproximan y colisionan. En estos límites, una placa (generalmente la más densa, que suele ser oceánica) se hunde (subduce) bajo la otra, destruyéndose litosfera. Si ambas placas son continentales, la colisión produce grandes cadenas montañosas. Las fosas oceánicas y las zonas de colisión continental (como el Himalaya) son ejemplos.

Bordes Pasivos o Transformantes

Son zonas donde dos placas se deslizan horizontalmente una respecto a la otra, sin que se cree ni se destruya litosfera. El movimiento se produce a lo largo de grandes fracturas denominadas fallas transformantes. La Falla de San Andrés en California es un ejemplo conocido.

Modalidades de Subducción

Existen principalmente dos situaciones o tipos de subducción, dependiendo de la naturaleza de la placa superior:

Subducción Bajo Litosfera Continental

Ocurre cuando una placa oceánica subduce bajo una placa continental. Este proceso da lugar a la formación de una cordillera de borde continental (también llamada orógeno de tipo andino), caracterizada por vulcanismo y sismicidad. Un ejemplo es la Cordillera de los Andes.

Subducción Bajo Litosfera Oceánica

Ocurre cuando una placa oceánica subduce bajo otra placa oceánica (generalmente más joven y menos densa). Este proceso da lugar a la formación de un arco de islas volcánicas en el océano, paralelo a la fosa de subducción. Ejemplos incluyen las Islas Marianas o Japón.

El Ciclo de Wilson: Formación y Ruptura de Supercontinentes

El geólogo canadiense John Tuzo Wilson fue pionero en proponer que, a lo largo de la historia de la Tierra, han ocurrido procesos cíclicos de apertura y cierre de cuencas oceánicas, así como de fragmentación y reunificación de supercontinentes. Este conjunto de procesos se conoce como el Ciclo de Wilson.

Etapas del Ciclo de Wilson

Aunque puede variar, un ciclo completo idealizado incluye las siguientes etapas:

1. Formación de un domo térmico y rifting continental: Acumulación de calor bajo un continente, que lo abomba y fractura, iniciando la formación de un rift continental.
2. Etapa de mar estrecho (tipo Mar Rojo): El rift se ensancha y es invadido por el mar, formando un mar estrecho y alargado. Se genera nueva corteza oceánica.
3. Etapa de océano tipo Atlántico (expansión): El mar estrecho continúa expandiéndose, dando lugar a un océano amplio con una dorsal activa en su centro.
4. Etapa de océano tipo Pacífico (inicio de subducción): Comienza la subducción en los bordes del océano, que empieza a cerrarse. Se forman arcos de islas y/o cordilleras de borde continental.
5. Etapa de acercamiento y cierre del océano: La subducción consume la mayor parte de la litosfera oceánica, y los continentes a ambos lados se aproximan.
6. Etapa de colisión continental: Los continentes finalmente colisionan, plegando y levantando los sedimentos acumulados entre ellos y fragmentos de la corteza oceánica, formando una gran cordillera (orógeno de colisión).
7. Etapa de penillanurización y nuevo ciclo: La cordillera es erosionada con el tiempo, y el supercontinente formado puede eventualmente comenzar a fragmentarse de nuevo, reiniciando el ciclo.

El Motor de las Placas Tectónicas

Aunque el mecanismo exacto sigue siendo objeto de investigación, se considera que el movimiento de las placas litosféricas es impulsado por una combinación de factores. La litosfera no es pasiva, sino que participa activamente en su desplazamiento, principalmente a través de dos fuerzas relacionadas con la gravedad:

• Empuje de la dorsal (Ridge Push): La elevación de las dorsales oceánicas crea una pendiente por la cual la litosfera recién formada se desliza hacia abajo por gravedad.
• Tirón de la placa subducente (Slab Pull): La porción de la placa litosférica que subduce en el manto es más fría y densa que el material circundante, por lo que "tira" del resto de la placa hacia la zona de subducción. Esta fuerza se considera la más importante.

En última instancia, el calor interno de la Tierra, proveniente de la desintegración radiactiva y del calor residual de la formación del planeta, es el motor fundamental de la tectónica de placas. Este calor genera corrientes de convección en el manto: material caliente y menos denso asciende, mientras que material más frío y denso desciende. Estas corrientes ejercen una tracción sobre la base de las placas litosféricas, contribuyendo a su movimiento, aunque el papel exacto y la magnitud de esta tracción (arrastre basal) son debatidos en comparación con el "slab pull" y "ridge push".