Tectónica de Placas: Movimientos y Formación de Relieves
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Argumentos de Wegener
Alfred Wegener propuso la teoría de la deriva continental a principios del siglo XX, basándose en una serie de argumentos:
- Argumentos geográficos: Empezó por la forma de los continentes, que permitía encajarlos como las piezas de un rompecabezas. Si a los continentes se les añadía la plataforma continental, no se admitían dudas.
- Argumentos paleontológicos: Estudió la distribución de muchos fósiles. La presencia simultánea de las mismas especies en lugares tan separados resultaba imprescindible que estos hubieran estado unidos.
- Argumentos geológicos: Analizó ciertas cordilleras y otras formaciones geológicas a ambos lados del Atlántico.
- Argumentos paleoclimáticos: Señaló la existencia de depósitos glaciares de la misma antigüedad en lugares muy alejados hoy.
Isostasia
La isostasia es un mecanismo de ajuste que permite explicar los movimientos verticales de la corteza. Si una zona se sobrecarga, se hundirá y si se descarga se elevará.
Los ajustes isostáticos son muy lentos. La litosfera responde rígidamente ante empujes laterales, pero se arquea si el esfuerzo es vertical, por ejemplo, al sobrecargarse. Las altas presiones y temperaturas hacen que los materiales del manto tengan ciertos comportamientos propios de los fluidos, por ejemplo, las corrientes de convección.
Teoría de la Tectónica Global
La teoría de la tectónica de placas establece los siguientes principios:
- La litosfera está dividida en un conjunto de fragmentos rígidos denominados placas litosféricas: Hay 7 grandes placas: Euroasiática, Africana, Indoaustraliana, Pacífica, Norteamericana, Suramericana y Antártica. También están las de Nazca, Caribe, Cocos, Arábiga, Filipina y Scotia.
- Los límites de placas pueden ser de 3 tipos: Dorsales, en los que se genera nueva litosfera oceánica; zonas de subducción, en los que se destruye litosfera; y fallas transformantes, en los que se desplaza una placa respecto a otra.
- Las placas litosféricas se desplazan sobre los materiales plásticos de la astenosfera: Estos desplazamientos se realizan a velocidad variable. Los límites de placas son las zonas de la Tierra en las que existe mayor actividad geológica, donde se crean la mayor parte de los terremotos, volcanes y cordilleras.
- Los desplazamientos de las placas son causados por la energía térmica existente en el interior terrestre ayudada por la energía potencial gravitatoria: La energía térmica impulsa las corrientes de convección en el interior terrestre que condicionan la movilidad de las placas.
- La litosfera oceánica se renueva continuamente, mientras que la litosfera continental tiene un carácter más permanente: A lo largo de la historia de la Tierra ha cambiado no solo la posición de las placas litosféricas o su forma y tamaño, sino también el número de estas. La creación de litosfera en las dorsales y su destrucción en las zonas de subducción, junto con procesos de divisiones y uniones de placas son la causa de ello.
Dorsales y Fondos Oceánicos
- Dorsales oceánicas: El océano Atlántico está recorrido de norte a sur por un relieve submarino que se eleva de 2 a 3 km. Dicha dorsal se bifurca hacia el océano Índico y el océano Pacífico. La dorsal atlántica tiene un surco central, limitado por fallas denominadas rift. Periódicamente se encuentra interrumpida por fracturas transversales: son fallas transformantes.
- Distribución y edades de los sedimentos: En las dorsales, las rocas son actuales y su antigüedad se incrementa al distanciarse de ellas.
- Bandeado magnético: Rocas como los basaltos tienen pequeños cristales de magnetita y de otros minerales de hierro que tienen capacidad para imantarse y orientarse según el campo magnético terrestre. El magnetismo impreso en las rocas recibe el nombre de paleomagnetismo: su estructura ha permitido saber que el campo magnético terrestre se ha invertido muchas veces.
Extensión del Fondo Oceánico
La litosfera recién creada se aleja de la dorsal a uno y otro lado, y el espacio dejado lo ocupa nuevo magma. El fondo oceánico registra la orientación del campo magnético terrestre en el momento en que se enfría cada masa magmática.
Subsidencia Térmica
La litosfera se enfría progresivamente al alejarse de la dorsal y se hace más gruesa y más densa, lo que causa su hundimiento. Este hundimiento se denomina subsidencia térmica. En los tramos próximos a la dorsal, la litosfera está constituida solo por corteza oceánica, pero a medida que envejece se enfría y la capa más superficial del manto se adosa a la base de la corteza. El manto litosférico frío es más denso que el astenosférico, que está dilatado por el calor. Cuando la densidad media de la litosfera supera la de la astenosfera tiende a hundirse.
Zonas de Subducción
- Convergencia continental-oceánica: La litosfera continental es más ligera y gruesa que la oceánica. Si convergen ambas placas, la oceánica se introduce bajo la continental. La litosfera oceánica transporta sedimentos en su parte superior y la mayoría de ellos son raspados por el frente del borde continental. Estos son apilados y deformados, originando el prisma de acreción. Entre este y los sedimentos que no han sido apilados se forma la fosa oceánica. A veces, hay fragmentos de litosfera que cabalgan sobre el continente y se adosan a él (obducción). La litosfera oceánica que subduce está fría y contiene agua. El rozamiento con la litosfera continental incrementa la temperatura y el agua baja el punto de fusión de los minerales, así se originan magmas que alimentarán erupciones volcánicas.
- Convergencia oceánica-oceánica: La litosfera oceánica aumenta su potencia y densidad a medida que envejece. Cuando su edad se sitúa en torno a 150 millones de años posee ya una densidad superior a la de la astenosfera y eso determinará su hundimiento. Se habla en este caso de subducción espontánea.
- Convergencia continental-continental: Si la placa que subduce tiene un tramo oceánico y otro continental tras él, una vez que se ha introducido toda su litosfera oceánica se produce el encuentro de los continentes. Dado que la litosfera continental es lo suficientemente ligera como para no subducir, se habla de colisión. Tras la colisión continental se produce el cabalgamiento de un continente sobre otro.
Fallas Transformantes
Margen en el que se produce un desplazamiento lateral de una placa con respecto a otra. En estos límites no se crea ni se destruye litosfera, por lo que se llaman bordes conservatorios. Hay dos tipos de bordes: el primero son las fallas que cortan transversalmente a las dorsales oceánicas produciendo un desplazamiento lateral de la dorsal. El segundo incluye a las fracturas que conectan dos límites diferentes de placa.
Puntos Calientes
La mayor parte de los magmas que alimentan las dorsales oceánicas tienen un origen poco profundo, pero en algunos lugares proviene del manto profundo: son los puntos calientes. Debido al calor del núcleo se forman corrientes ascendentes de materiales del manto, denominadas plumas mantélicas, que pueden alcanzar la superficie terrestre.
El Motor de las Placas
Probablemente existe una convección con celdillas no cerradas: unas limitadas a la astenosfera, otras a la mesosfera, y ambas son interrumpidas por movimientos que implican a todo el manto, entre los cuales se incluyen las plumas mantélicas que alimentan a los puntos calientes.
Ciclo de Wilson
Hay que recordar que la corteza continental es mayor que la oceánica y no dispone de zonas para evacuar el calor del interior terrestre. La acumulación de calor bajo el supercontinente eleva determinados lugares de este y la litosfera se adelgaza y fragmenta por ellos, originando un rift que dará lugar a un océano interior. El océano se extenderá y los continentes se separarán hasta que la formación de zonas de subducción invierta el proceso.
Formación de las Cordilleras
El proceso por el que se forman las cordilleras se denomina orogénesis. Orógenos: cadena de montañas en zonas de subducción.
- Orógenos de tipo andino: Se localiza en márgenes en los que la litosfera oceánica subduce bajo la litosfera continental. El fuerte acoplamiento que se produce entre las dos placas que convergen dificulta la subducción de los sedimentos transportados por la placa oceánica, que se acumularán originando el prisma de acreción. Las rocas se pliegan y fracturan al ser comprimidas. En este orógeno se pueden distinguir la fosa, prisma de acreción, relieve bien desarrollado y antepaís.
- Orógenos de tipo alpino: Se originan en los lugares en que hay convergencia de litosferas continentales que termina provocando la colisión de dos continentes. Primero, la litosfera oceánica subduce bajo el borde de un continente y a medida que avanza la subducción, se aproximan los dos continentes y va cerrándose la cuenca oceánica. Tras la colisión se produce la incrustación y cabalgamiento de un continente sobre otro que puede duplicar la corteza continental.
- Orógenos de arco insular: Se localizan donde la litosfera oceánica subduce bajo la litosfera oceánica. El débil acoplamiento entre las dos placas permite la subducción de los sedimentos oceánicos que no se apilarán dificultando el desarrollo del complejo subductivo. En cambio, la fosa es muy profunda y la intensa actividad volcánica origina el arco de islas. Entre este y el continente queda una cuenca oceánica llamada cuenca marginal. En esta tiene lugar la extensión tras arco. En este orógeno hay zonas como la fosa profunda, prisma de acreción, arco de islas y cuenca marginal.