La Formació de la Terra i la Dinàmica de les Plaques Tectòniques

La Formació del Sistema Solar

• Fa 5.000 milions d'anys, una nebulosa (gran núvol de gas i pols) de la nostra galàxia va començar a girar per l'explosió d'una supernova propera i es va contraure per gravetat.
• Com que girava sobre ella mateixa, la nebulosa es va començar a condensar i va adquirir forma de disc. Aquest disc es va anar refredant, solidificant i trencant a trossos.
• La major part de la matèria es va acumular al centre. A causa de la gravetat, al centre del disc es va concentrar una massa enorme d'heli i hidrogen, i la temperatura va anar augmentant fins que es va iniciar una reacció nuclear, que va alliberar energia i va activar el Sol.
• Al voltant del Sol primitiu, les partícules sòlides que orbitaven van anar col·lidint per gravetat, formant planetesimals.
• Els fragments sòlids més grans del disc van formar els planetes. A causa d'una major gravetat, els planetesimals més densos van anar al centre del disc (planetes rocosos). Els materials menys densos van anar a parar a la part més externa per formar els planetes gasosos.
• Al llarg d'uns 400-450 milions d'anys (Ma), es van formar els 8 planetes.

Formació de la Geosfera

La Terra es va formar fa 4.500 Ma.

• Diferenciació de materials:
  • Més dens (al centre)
  • Menys dens (a l'exterior)
• Era una bola fosa a causa de:
  • Impactes de planetesimals durant l'acreció.
  • Desintegració d'isòtops radioactius.
  • Diferenciació de materials en capes de densitat creixent a causa de la gravetat:
    • Nucli: Ferro (Fe), que és pesant.
    • Mantell: Silicats de Ferro (Fe) i Magnesi (Mg).
    • Escorça: Silicats d'alumini, més lleugers.

Formació de l'Atmosfera

L'atmosfera es va formar fa 4.400 Ma.

• Durant la diferenciació gravitatòria de la geosfera es va desprendre gas.
• Primer hi havia un embolcall d'H₂ i He, que, en ser més lleugers, van ser escombrats pel vent solar.
• Altres gasos com CO₂ o vapor d'aigua van quedar atrapats a l'escorça terrestre, d'on van escapar a través de fissures, generant gran activitat volcànica que va formar l'atmosfera primitiva.
• Quan es va formar el camp magnètic terrestre, que protegeix la Terra del vent solar, es van poder acumular gasos volcànics i formar l'atmosfera primitiva (CO₂, SOx, ClOx, N₂, i Ar).
• Fa 3.500 milions d'anys, els primers bacteris fotosintètics van aportar O₂ a l'atmosfera.
• Els vegetals van continuar aportant O₂.
• Des de fa 2.500 milions d'anys, l'atmosfera es manté estable.

Formació de la Hidrosfera

En refredar-se, el vapor d'aigua dels volcans es condensa, formant la hidrosfera.

Condicions i Conseqüències de l'Evolució Terrestre

La vida va ser afavorida per:

• Distància al Sol.
• Condicions fisicoquímiques (presència d'aigua líquida i temperatura adequada).

Conseqüències de l'aparició de la vida:

• S'oxigena l'atmosfera.
• Es formen els sòls.
• Creació de masses gruixudes de roques, com ara les calcàries, formades per acumulació de carbonat càlcic (esculls de corall, petxines o esquelets).

Dinàmica Interna de la Terra

La dinàmica de la Terra funciona gràcies a la gravetat i la calor interna.

L'Energia Tèrmica Interna

• Procedeix de la calor generada per la desintegració radioactiva d'isòtops inestables.
• És la calor inicial que va formar la Terra.
• El gradient geotèrmic és l'augment de 3°C cada 100 m de profunditat (només es compleix a l'escorça).

Flux Tèrmic i Transferència de Calor

El flux tèrmic és la calor que arriba a la superfície terrestre.

• Conducció
• Convecció (corrents de convecció)

Isostàsia

L'Isostàsia és l'equilibri de flotació de la litosfera damunt el mantell.

• Si es carrega de pes, s'enfonsa (subsidència).
• Si es redueix el pes, s'eleva (elevació).

La Tectònica de Plaques

De la Deriva Continental a la Tectònica Moderna

Fins al segle XX es creia que els continents no es movien.

• 1912, Alfred Wegener: Hipòtesi de la Deriva Continental, basada en proves geogràfiques, paleoclimàtiques i dades paleontològiques.

Teoria de l'Expansió del Fons Oceànic

A partir de la Segona Guerra Mundial, la tecnologia (sonar) va permetre elaborar mapes dels fons dels oceans. També es van desenvolupar estudis de la radioactivitat i del magnetisme de les roques.

• Harry Hess (1962): Va combinar la Hipòtesi de la Deriva Continental amb la Hipòtesi de l'Expansió del Fons Oceànic, donant lloc a la Teoria de la Tectònica de Plaques.

Principis de la Tectònica de Plaques

1. La litosfera està dividida en plaques que encaixen entre elles. Poden ser plaques oceàniques, continentals o mixtes.
2. La litosfera oceànica es crea a les dorsals i és més prima i densa. Es destrueix a les fosses (zones de subducció).
3. Les plaques es mouen gràcies als corrents de convecció del mantell i a la gravetat.
4. Les plaques es mouen i interactuen, creant els relleus de la Terra (serralades, fosses, etc.).

Tipus de Vores de Plaques

Les vores són els llocs de contacte entre plaques:

• Vora Convergent:
  • Provoca: Col·lisió de continents (fenòmens orogènics) i destrucció de litosfera oceànica (zones de subducció).
• Vora Divergent:
  • Provoca: Creació de litosfera oceànica (a les dorsals).
• Vora de Cisallament (o Transformant):
  • Provoca: Vores conservadores o passives (on les plaques llisquen lateralment).