L'Interior de la Terra i la Tectònica de Plaques

1. L'interior de la Terra

La Terra es va formar a partir de gas i pols que va originar el Sol. L’acreció de matèria va originar un planeta homogeni. Posteriorment, el planeta es va fondre i això va fer que els materials es disposessin segons la densitat.

1.1. Les ones sísmiques

El desplaçament de les ones va permetre deduir-ne la composició i l’estructura interior. Aquestes poden ser produïdes artificialment, per cops o explosions.

Tipus d'ones sísmiques

• Ones de cos: Tenen poc poder destructiu i s’utilitzen per estudiar l'interior de la Terra.
  • Ones primàries (P): Són ones longitudinals; la massa es comprimeix i es dilata en la direcció de l’ona. Es transmeten per materials sòlids o líquids.
  • Ones secundàries (S): Són ones transversals. La seva velocitat és menor a les ones P i depèn de l’elasticitat de la roca. Només es transmeten per elements sòlids.
• Ones superficials: Es generen quan les ones P i S arriben a la superfície. Són les causants dels danys dels terratrèmols.
  • Ones Rayleigh (R): Es propaguen per la superfície amb un moviment el·líptic retrògrad.
  • Ones Love (L): Es desplacen amb un moviment paral·lel a la superfície i en la mateixa direcció de propagació.

1.2. Discontinuïtats

Són zones on s'observen variacions i canvis bruscos de la velocitat de propagació de les ones sísmiques.

• Discontinuïtat de Mohorovicic: Separa l’escorça del mantell.
• Discontinuïtat de Repetti: Limita el pas del mantell superior al mantell inferior.
• Discontinuïtat de Gutenberg: Marca el pas del mantell al nucli.
• Discontinuïtat d'Inge Lehmann: Indica la transició del nucli extern líquid al nucli intern sòlid.

2. La deriva continental

Antigament, els naturalistes pensaven que el relleu terrestre es devia al fet que la Terra s’havia refredat i contret. Tanmateix, Alfred Wegener ho va posar en dubte, proposant una nova explicació.

2.1. Teoria de la deriva dels continents

L'any 1912, Wegener va postular que, fa uns 300 milions d’anys, tots els continents estaven units en un únic supercontinent anomenat Pangea. Aquesta massa es va trencar i els fragments van viatjar sobre el fons oceànic fins a la posició actual. El 1915, va publicar L’origen dels continents i dels oceans, una obra rebutjada inicialment perquè no explicava quines forces provocaven aquest moviment.

2.2. Proves de la teoria

• Proves geogràfiques: Els continents encaixen gairebé a la perfecció si s'aproximen.
• Proves geològiques i tectòniques: Àfrica i l'Amèrica del Sud coincideixen en el tipus de roques i l’edat.
• Proves paleoclimàtiques: Hi ha zones on els climes actuals no coincideixen amb els del passat, però l’erosió glacial és la mateixa.
• Proves paleontològiques: S'han trobat fòssils idèntics en continents actualment separats.

3. L’expansió dels fons oceànics

3.1. Per què es mouen els continents?

A partir de 1950, es va començar a estudiar el fons oceànic amb vaixells. Es va descobrir que el fons oceànic és molt jove, ja que no hi ha roques de més de 180 milions d’anys. Al centre de la conca oceànica hi havia una elevació muntanyosa (dorsal oceànica) amb laves de coixí joves i un rift.

3.2. Teoria de l’expansió dels fons oceànics

Harry Hess va proposar que el fons marí es movia i arrossegava els continents. La nova litosfera es creava a les dorsals a partir del magma del mantell. Mitjançant la subducció, una litosfera n'empeny una altra, fent que el fons s'expandeixi i es destrueixi a les fosses oceàniques. L'ús de magnetòmetres va confirmar bandes magnètiques simètriques a ambdós costats de la dorsal.

4. El moviment de les plaques litosfèriques

4.1. Teoria de la tectònica de plaques

El 1968, Tuzo Wilson va determinar que la superfície terrestre està dividida en grans blocs els límits dels quals coincideixen amb els cinturons sísmics i volcànics. També va descriure les falles de transformació. Aquesta teoria explica els processos geològics com a conseqüència de l’activitat interna.

4.2. Desplaçament de les plaques litosfèriques

La teoria confirma que la posició i la grandària dels continents ha canviat amb el temps. Gràcies a ella, sabem com s’han obert i tancat oceans i com es formen les serralades, els volcans i els terratrèmols.

4.3. Límits entre plaques contigües

• Límits divergents: Dues plaques es separen, provocant l'ascens de material del mantell i creant escorça oceànica (dorsals).
• Límits convergents: Dues plaques s’aproximen i una s’introdueix sota l’altra, formant serralades.
• Límits neutres: Les plaques llisquen lateralment, creant falles de transformació sense crear ni destruir litosfera.

5. Conseqüències del moviment de les plaques

• Arc d’illes: Una placa oceànica subdueix sota una altra, fonent-se i generant magma i terratrèmols.
• Fosses oceàniques: Depressions en forma d’arc on té lloc la subducció.
• Falles de transformació: Lliscament horitzontal que produeix terratrèmols.
• Punts calents: Sortida de magma que origina volcans aïllats.
• Dorsals oceàniques: Fractures on ascendeix magma formant nova litosfera.
• Zones de subducció: La placa més densa s’introdueix sota una altra, creant serralades, volcans i terratrèmols.
• Orògens de col·lisió: Xoc de dues plaques continentals que formen grans serralades.
• Rift continental: Fase inicial de la fractura de la litosfera per formar un nou oceà.

6. Litosfera oceànica

6.1. Expansió de l’oceà

Les dorsals i els rifts generen litosfera, fent que el fons marí s’expandeixi i separi els continents que abans estaven units.

6.2. Fases de la formació del fons marí

1. Inici de la dorsal: El magma ascendeix sota el continent i eleva la litosfera (dom tèrmic).
2. Dorsals joves: La litosfera es trenca, formant un punt triple i un rift continental.
3. Etapa del mar Roig: Si la separació continua, s’origina un mar estret.
4. Dorsal madura: L'expansió continua fins a formar un oceà complet.

7. L’activitat als límits de plaques

• Zones sísmiques i volcàniques: L’energia del moviment de les plaques s’allibera produint terratrèmols o volcans.
• Zones d’alta sismicitat: Les falles de transformació generen intensos terratrèmols o tsunamis.
• Zones de subducció: Regions amb alta activitat tant sísmica com volcànica.
• Dorsals i rifts continentals: Zones d'ascens de magma i formació de volcans.