Dinámica Terrestre: Tectónica de Placas y Evolución del Planeta

La Tierra no es una estática capa de roca que rodea el planeta, sino que está en continua transformación.

La Corteza Terrestre

La corteza terrestre es la capa de minerales sólidos que cubre como una costra la superficie del planeta. El conocimiento sobre su composición y estructura ha avanzado lentamente, debido a la ausencia de métodos o instrumentos capaces de obtener datos directos. Los primeros datos indirectos de las capas internas de la Tierra fueron aportados por el estudio de las ondas sísmicas y su mecanismo de transmisión.

• Corteza continental: Tiene un espesor de 35-40 km. Presenta una composición mineral variada, con una capa exterior granítica y una capa más profunda basáltica. Los continentes no terminan en el mar, se extienden cientos de kilómetros bajo los océanos en la denominada plataforma continental, que termina en una pendiente denominada talud continental.
• Corteza oceánica: Presenta un grosor de unos 7 km. Su composición es basáltica homogénea, con rocas jóvenes y una densidad mayor que la continental. Ocupa el 60% de la superficie terrestre.

Primeras Teorías sobre la Dinámica Terrestre

A finales del siglo XIX, los científicos apoyaron la teoría del enfriamiento-contracción del planeta, que sostiene que la Tierra, al enfriarse, se contrae y provoca que su superficie se agriete (fallas) y se pliegue (montañas).

Otra hipótesis fue la que atribuía la formación de continentes a las corrientes convectivas en el manto terrestre (capa situada bajo la corteza, compuesta de materiales fundidos a altas temperaturas). Según esta teoría, el manto estaría en movimiento ascendente al calentarse en las profundidades y volvería a hundirse al enfriarse en contacto con la corteza.

Enigmas Biológicos, Geográficos y Geológicos

• Enigmas biológicos-paleontológicos: Animales aislados en la actualidad por una gran distancia comparten un antecesor común (por ejemplo, las ratites, como el avestruz y el casuario).
• Enigmas geográficos y geológicos: Se observan similitudes en las costas y formaciones geológicas de continentes actualmente separados.

Hipótesis de la Deriva Continental

En 1915, Alfred Wegener expuso la hipótesis de la deriva continental. Según esta teoría, todos los continentes formaron parte de una gran masa de tierra en el pasado, llamada Pangea. Esta masa comenzó a dividirse y los fragmentos se desplazaron hasta alcanzar su posición actual. Wegener defendió su idea hasta su muerte (Groenlandia, 1930). Aunque pocos científicos la continuaron, en la actualidad es la teoría más aceptada.

Posteriormente, se obtuvieron pruebas que apoyaban la deriva continental, como las pruebas paleomagnéticas y oceanográficas. Concluida la Segunda Guerra Mundial, se descubrió el sistema de dorsales oceánicas que dividen de punta a punta los grandes océanos. En estas zonas se observó una gran actividad volcánica submarina y una depresión central (valle del Rift) circundada por cadenas montañosas sumergidas.

Hipótesis de la Expansión del Fondo Oceánico

En la década de 1970, Harry Hess propuso la hipótesis de la expansión del fondo oceánico. Según esta teoría, las corrientes convectivas ascendentes del manto chocan con la corteza oceánica, empujándola verticalmente y creando dorsales oceánicas. Así, la corteza oceánica se desplaza hacia cada lado de la dorsal, mientras que en el centro de la misma, el magma que se abre paso se enfría y se constituye en nueva corteza oceánica. Por otro lado, la corriente del manto, a causa del aumento de densidad, vuelve a descender arrastrando con ella la corteza oceánica en las fosas submarinas. La corteza oceánica está en un continuo ciclo de renovación: se crea en las dorsales y se destruye en las fosas.

Se encontraron diferentes pruebas de la expansión del fondo oceánico, pero la más importante fue la del paleomagnetismo. Se descubrió que el campo magnético de la Tierra sufre inversiones de forma periódica, es decir, que la polaridad de los polos se invierte, pasando el polo norte a actuar como el sur y viceversa. Estos periodos se denominan de polaridad inversa. La lava que solidifica durante los mismos muestra un patrón de polaridad opuesto al actual. La corteza oceánica se crea hacia ambos lados de la dorsal oceánica y, conforme se crea nueva corteza, esta empuja y desplaza lateralmente a la ya creada.

Tectónica de Placas

La teoría de la tectónica de placas es una teoría movilista surgida en los años 60 del siglo XX que afirma que la litosfera terrestre está dividida en fragmentos o placas de gran extensión y de espesor variable (50-150 km) que se desplazan horizontalmente sobre la astenosfera y, al hacerlo, interaccionan en sus bordes. Sustituyó a la de la deriva continental de Wegener, pues explicaba mejor:

• La existencia de cadenas montañosas en el fondo oceánico.
• La falta de sedimentos en los fondos oceánicos.
• Las bandas de anomalías magnéticas del fondo oceánico.
• La distribución de los seísmos y volcanes activos en la Tierra.
• El origen de las cadenas montañosas.
• El aumento de la profundidad de los hipocentros de los seísmos conforme nos alejamos de las costas.

(Isostasia: mecanismo de ajuste que permite explicar los movimientos verticales de la corteza).

Causas del Movimiento de las Placas

1. Corrientes de convección: En la astenosfera existen corrientes de convección. Allí donde la corriente de material más caliente y menos denso asciende hasta entrar en contacto con la corteza, se ve obligado a fluir horizontalmente, arrastrando con él las placas, hasta que su enfriamiento y el aumento de densidad fuerzan de nuevo su hundimiento a capas más profundas.
2. Arrastre de placas: La corteza oceánica recién formada en las dorsales presenta una temperatura elevada y una densidad menor. Según se va alejando de la dorsal, se produce un enfriamiento paulatino, hasta que se llega al límite en que el incremento de densidad producido por el enfriamiento la convierte en más densa que la astenosfera, provocando su hundimiento.
3. Empuje de placas: La corteza oceánica se crea en las dorsales, que son zonas elevadas del fondo marino. La propia gravedad y el empuje de la nueva corteza que se va formando por detrás de la ya constituida originan el desplazamiento de esta hacia las zonas más profundas del fondo marino.

Tipos de Placas Tectónicas

La litosfera está dividida en bloques rígidos que encajan perfectamente. Se clasifican según su composición y tamaño:

• Según su composición:
  • Oceánicas: Formadas por corteza oceánica (Pacífica, Filipinas).
  • Mixtas: Formadas por corteza continental y oceánica (Euroasiática, Indoaustraliana).
  • Continentales: Formadas por corteza continental (Iraní).
• Según su tamaño:
  • Grandes (100-150 millones de km²): Norteamericana, Sudamericana.
  • Medianas (20-60 millones de km²): Euroasiática, Africana.
  • Pequeñas (menos de 10 millones de km²): Nazca, Arábiga.

Tipos de Límites de Placas

Límites Divergentes o Constructivos

Coinciden con las dorsales oceánicas y presentan las siguientes características:

• Son cordilleras submarinas muy accidentadas, con una anchura de entre 1000 y 4000 km, una altura de 3 km y una longitud de 64000 km.
• Están formadas por rocas volcánicas.
• Presentan vulcanismo intermitente y actividad sísmica moderada.
• En el centro se encuentra el rift, un valle profundo que es la zona donde se separan las placas.
• El eje se encuentra interrumpido entre las dos placas, formando fallas transformantes.

Límites Convergentes o Destructivos

Se producen por la subducción, donde una placa se introduce por debajo de otra. La placa que penetra por debajo es la más densa. El plano de Benioff es el plano que penetra en el interior de la otra placa.

• Continental-oceánica: Una placa oceánica se hunde bajo la continental al ser más densa. La zona donde ocurre la subducción está cubierta por el océano y se origina una fosa oceánica (por ejemplo, la cordillera de los Andes). Características de las fosas oceánicas:
  • Son profundas depresiones.
  • Presentan las máximas profundidades.
  • Tienen forma alargada y estrecha, con una anchura variable.
  • Los sedimentos son deformados debido al empuje de las placas, formándose el prisma de acreción.
  • Existe una gran actividad sísmica y volcánica.
  • Se genera magmatismo debido al aumento de la temperatura. Estos materiales, a una cierta profundidad, son sometidos a elevadas temperaturas y presiones que los funden junto con la litosfera oceánica, y ascienden originando arcos volcánicos continentales.
• Oceánica-oceánica: Una placa se subduce debajo de la otra, generándose una fosa oceánica y un arco insular. Los arcos insulares son cadenas de islas de origen volcánico que se forman en el borde de la corteza que no subduce (por ejemplo, Japón).
• Continental-continental: Al presentar ambas placas la misma densidad, no subduce ninguna de ellas. La subducción de la litosfera oceánica puede provocar en un principio la formación de un arco de islas volcánicas por la fusión de las rocas que se subducen. Se produce la colisión de los dos bloques continentales (obducción), formándose una cordillera intracontinental (por ejemplo, el Himalaya).

Bordes Transformantes o Conservativos

En estos límites ni se crea ni se destruye litosfera, por lo que se denominan límites pasivos. Las placas que están en contacto se desplazan lateralmente, en la misma dirección pero en sentidos opuestos, a lo largo de una falla transformante, produciendo fricción en la litosfera y generando frecuentes terremotos. La sismicidad es muy importante en estas zonas.