Estructura i Dinàmica de la Geosfera: Mètodes, Models i Tectònica de Plaques

Mètode Sísmic: Estudi Indirecte de la Geosfera

Mètode d’estudi indirecte que utilitza les variacions en la velocitat de propagació que experimenten les ones sísmiques quan travessen els diferents materials de l’interior de la geosfera.

Model Geoquímic: Capes de la Geosfera

La geosfera té una estructura interna formada per capes i subcapes de diferent composició.

Escorça

Capa més superficial i prima (des de la superfície fins a 20 km).

• Continental: Forma els continents i les plataformes continentals submergides (gruix: 30-40 km).
• Oceànica: Forma la resta de les zones cobertes pels oceans (gruix: 5-15 km).

Mantell

Capa més gruixuda (des de 20 km fins a 2900 km).

• Zona externa: Des de la discontinuïtat de Mohorovičić (dels 30 als 100 km).
• Zona interna: Arriba fins a la discontinuïtat de Gutenberg (2900 km).

Nucli

S’estén dels 2900 km fins als 6371 km. Es compon de metalls.

• Nucli extern: Situat entre Gutenberg i Lehmann. Les ones S no el travessen (és líquid).
• Nucli intern: S’estén entre els 5100 km fins als 6371 km. Fet de metall sòlid.

Divisions Geodinàmiques i Model de la Dinàmica

Els mecanismes principals que expliquen el moviment de les plaques són:

1. Estirada per subducció: La placa que s’enfonsa estira la resta de la litosfera, causant el moviment de les plaques.
2. Empenta de la dorsal: A la dorsal, la litosfera es fractura per l’estirada de les plaques. Les dorsals no són la causa principal del moviment.

Primeres Explicacions de la Dinàmica de la Geosfera (Fixisme)

La teoria Fixista sostenia que les masses continentals no podien variar de posició i que la superfície terrestre havia estat invariable des de la formació de la Terra. Les forces generadores de relleus s'atribuïen a moviments verticals causats pels ascensos de magmes del mantell.

Alfred Wegener i la Teoria Mobilista (Deriva Continental)

Wegener va proposar la teoria Mobilista, coneguda com la «Deriva dels Continents». Segons aquesta, en el passat, hi va haver un supercontinent (Pangea) que es va fragmentar en els continents actuals.

Proves Aportades per Wegener

• Les línies de la costa est d’Amèrica del Sud i de la costa oest d’Àfrica encaixaven com si haguessin estat unides.
• Va observar la continuïtat en formacions geològiques que avui estan en llocs separats per oceans.
• Va descobrir fòssils de les mateixes espècies d’éssers vius en roques de la mateixa edat que actualment es troben en continents separats.

Rebuig de la Hipòtesi de Wegener

La seva hipòtesi va ser rebutjada inicialment perquè no donava una explicació satisfactòria del mecanisme de moviment i per la suposada impossibilitat que les masses de roques continentals suressin damunt del fons oceànic. No obstant això, les proves que Wegener va aportar eren indiscutibles.

Distribució de Terratrèmols i Volcans: Evidència de Plaques

Els hipocentres dels terratrèmols i la ubicació dels volcans coincidien amb elements destacats del relleu submarí i continental. Aquesta coincidència va permetre definir clarament els contorns d’unes plaques que divideixen la litosfera.

L’activitat tectònica (sismicitat i vulcanisme) es concentra principalment en els límits d’aquestes plaques.

• Dorsals: Formades per roques volcàniques molt joves.

Mesuraments Directes: Làser i GPS

Els mesuraments moderns són una prova directa del moviment de les plaques litosfèriques. La distància entre dos punts es pot mesurar amb molta precisió mitjançant dues tecnologies:

• Làser: Un feix surt d’un punt, rebota en un satèl·lit i arriba a una estació receptora.
• Localitzadors GPS: Permeten registrar qualsevol augment o reducció de la distància entre punts de manera contínua.

Teoria de la Tectònica de Plaques

Principis fonamentals:

• La litosfera està dividida en plaques litosfèriques.
• Les plaques litosfèriques són dinàmiques i es mouen constantment.
• Les plaques interactuen sobretot a les vores i límits.
• La dinàmica de les plaques litosfèriques permet explicar la totalitat dels processos geològics (sismicitat, vulcanisme, orogènesi).

Tipus de Vores o Límits de Plaques

Vores Divergents

Dues plaques que se separen, formant litosfera nova.

• Rifts Intracontinentals: Enfonsaments del terreny amb el fons molt fracturat.
• Dorsals Oceàniques: Elevacions del fons marí de desenes de milers de quilòmetres de longitud.

Vores Transformants

Dues plaques que freguen o es desplacen lateralment en la mateixa direcció, però en sentit contrari (o a diferent velocitat).

Vores Convergents

Límits de dues plaques que es mouen una cap a l’altra. S’hi produeix una reducció (destrucció) de la litosfera.

Tipus de Convergència

• Placa Continental i Oceànica: La placa oceànica (més densa) se subdueix sota la continental.
• Dues Plaques Oceàniques: La placa més densa se subdueix sota l’altra amb un angle pronunciat i amb més velocitat.
• Dues Plaques Continentals: A les vores de col·lisió, cap de les dues s’enfonsa significativament, resultant en una orogènesi major.

Activitat Intraplaca

Manifestacions volcàniques i sísmiques que es produeixen en zones allunyades de les vores actives de les plaques. Els Punts Calents (Hotspots) en són el principal exemple.

Vulcanisme i Productes Volcànics

Què és un Volcà?

Obertura en l'escorça terrestre a través de la qual el magma pot arribar a la superfície.

Impacte: Solen causar un nombre de víctimes petit, però generen grans pèrdues econòmiques.

Classificació dels Productes Volcànics

• Productes Sòlids: Roques més o menys fragmentades (piroclasts). Són molt abundants en les erupcions de tipus explosiu. La seva perillositat deriva de l'impacte de la caiguda, de la temperatura i de la mida de la cendra i la pols volcànica.
• Productes Líquids (Laves): La seva fluïdesa i temps de solidificació depenen del contingut en sílice: com més gran és el contingut, més espesses són les laves.
• Productes Gassosos: Gasos i núvols ardents. Aquests núvols estan freqüentment carregats de fragments sòlids expulsats en violentes erupcions explosives i poden arribar fins a l'estratosfera.

Definició de Magma

Barreja de materials rocosos fosos (líquid), que pot contenir partícules sòlides en suspensió i gasos dissolts. Les propietats del magma depenen de la roca d'origen de la qual prové.