Tectònica de Plaques i Estructura Interna de la Terra: Guia Completa

Tectònica de Plaques i Dinàmica Terrestre

La teoria que explica la història i els processos geològics terrestres s'anomena tectònica global de plaques. Aquesta teoria planteja que les plaques es mouen perquè al mantell es produeixen corrents de convecció.

Escorça en Moviment

Les plaques es creen a les dorsals oceàniques on s'expandeix el fons oceànic. En altres llocs, les plaques xoquen i originen orògens (serralades). En el moviment de les plaques litosfèriques, els continents es poden desplaçar per deriva continental i formar supercontinents o alliar-se per fer créixer els oceans.

Creació i Destrucció del Terreny

El relleu és una conseqüència de la dinàmica litosfèrica. La subducció i la col·lisió de les plaques tenen importants efectes tèrmics i dinàmics, per la qual cosa els orògens són llocs d'intensa deformació. Cal tenir en compte les dimensions verticals de qualsevol relleu en relació amb el radi terrestre. Així, el que per a nosaltres és un relleu colossal, si el comparem amb el radi de la Terra, només constitueix una petita arruga de la formació del relleu, ja que un xoc suposa un concepte de violència i immediatesa temporal, i això no es dona en geologia. L'aixecament de les plaques no es genera per compressió lateral; la compressió lateral genera un engruiximent, i aquest engruiximent de materials menys densos de l'escorça és el que produeix l'aixecament hidroestàtic, a més de l'erosió progressiva de l'escorça que cada cop fa que pesi menys.

Estructura de les Plaques Litosfèriques

La capa sòlida externa de la Terra és la litosfera, composta per l'escorça terrestre i la part superior del mantell. Té de mitjana un gruix de 100 km i està fragmentada en una sèrie de plaques litosfèriques rígides. Aquestes plaques reposen sobre l'astenosfera, regió del mantell caracteritzada per la seva plasticitat, cosa que permet que es desplacin.

Renovació del Fons Oceànic

La causa és que la litosfera oceànica es renova constantment:

• Dorsals oceàniques: Són enormes esquerdes lineals en les quals es forma nova litosfera oceànica. S'hi produeixen sismes i emissions intermitents de magma procedent de l'astenosfera. La nova litosfera empeny la que ja existeix cap als costats, cosa que produeix una expansió del fons oceànic, anomenades també vores constructives.
• Fosses de subducció: Són zones molt profundes on es destrueix l'antiga litosfera oceànica i està molt allunyada de les dorsals (el lloc on es va originar). En refredar-se, disminueix de volum i es torna més densa. Les fosses oceàniques són vores destructives entre plaques, i d'aquest procés d'enfonsament i destrucció de litosfera oceànica se'n diu subducció.
• Falles transformants: Són fractures perpendiculars a l'eix de la dorsal que es desplacen lateralment. No hi ha emissions de magmes, però sí que hi ha sismes causats pel desplaçament lateral de les plaques. Se'n diuen vores passives.

Els moviments de les plaques poden ser de 3 tipus:

• D'allunyament: Ambdues plaques se separen i a les vores es formen dorsals oceàniques.
• D'aproximació: Ambdues plaques s'acosten i poden arribar a col·lisionar. En aquestes zones es formen les fosses de subducció.
• De fricció: Ambdues plaques rellisquen lateralment, una davant de l'altra. En aquestes vores es localitzen les falles transformants.

Plaques Continentals

En tectònica de plaques, un límit divergent és la vora que existeix entre dues plaques tectòniques que se separen. Conforme les plaques s'allunyen entre elles, ascendeix nou material del mantell terrestre, creant nova escorça i litosfera. És a dir, les plaques tectòniques xoquen, formant zones de subducció. Un límit transformant té lloc quan dues plaques es desplacen.

Plaques Oceàniques

Quan dues plaques continentals col·lideixen, es formen extenses serralades. La cadena de l'Himàlaia és el resultat de la col·lisió entre la placa índica i la placa eurasiàtica. Quan dues plaques oceàniques xoquen, el resultat és un arc d'illes (per exemple, Japó).

Mètodes d'Estudi de l'Interior Terrestre

Es pot accedir al coneixement dels materials geològics que existeixen a l'interior del planeta a través de dos mètodes: indirecte i directe.

Observació Directa

Aporta informació detallada de les roques que es troben a la superfície o a poca profunditat. Així tenim els sondatges: les dades que proporcionen són poc significatives, ja que afecten als km més superficials. I també l'estudi dels materials llençats pels volcans: expulsen materials a determinada profunditat en el subsol, però té dues importants limitacions que fan que aquestes dades siguin poc significatives:

• Processos de diferenciació magmàtica: Composició de la lava, on sigui representativa de la del magma original.
• Inclusions, fragments rocosos: Arrencats pel magma ascendit de les masses rocoses per les quals circula, que poden alterar la composició química per reaccions químiques amb components del propi magma.

Observació Indirecta

Permet deduir la composició i propietats dels materials profunds a partir d'altres dades. No es treballa amb mostres de roques, sinó amb aparells que des de la superfície terrestre permeten obtenir dades de les distintes propietats físiques de les roques profundes. Estudi de la densitat terrestre, estudi de laboratori i estudi de meteorits.

Mètodes Geofísics

Part de la ciència que tracta d'estudiar l'estructura de la Terra mitjançant mètodes físics: estudis geotèrmics; anàlisi de les anomalies magnètiques; anàlisi de les anomalies gravitatòries; mètodes sísmics.

Mètode Sísmic: Ones P, Ones S i L

Es basa en l'estudi i anàlisi de les ones sísmiques a l'interior del planeta. Un sisme és un alliberament brusc d'energia en un punt determinat de la Terra: hipocentre. El punt de la superfície terrestre que es pot localitzar a la vertical de l'hipocentre és l'epicentre. L'energia emesa es propaga com si fos un paquet d'ones en totes direccions des de l'hipocentre. Aquestes són les ones sísmiques. Es poden diferenciar 3 tipus d'ones sísmiques:

• Ones P, primàries o longitudinals: Són les primeres a arribar a la superfície i la seva vibració és longitudinal, perquè el moviment de vibració de les partícules es produeix en la direcció de propagació del raig sísmic.
• Ones S, secundàries o transversals: Arriben a la superfície després que les ones P. La direcció és transversal, és a dir, la direcció de la vibració de l'ona és transversal a la direcció de propagació. No es transmeten per medis fluids.
• Ones L, llargues o superficials: Són molt lentes i es propaguen tan sols per la superfície del terreny en totes direccions a partir de l'epicentre. A elles són atribuïbles els efectes catastròfics dels terratrèmols.

La simple observació de com varien les velocitats de les ones P i S amb la profunditat posa de manifest que el globus terrestre té una constitució heterogènia. L'anàlisi de la gràfica de velocitats posa de relleu l'existència de canvis bruscos i importants en la velocitat i direcció de propagació de separació entre materials de diferent naturalesa. Són les anomenades superfícies de discontinuïtat sísmica que permeten establir una divisió de l'interior del planeta en capes de diferent naturalesa.

Models Estructurals de la Terra: Geoquímic i Dinàmic

S'han establert dos models estructurals complementaris que descriuen l'estructura interna del nostre planeta.

Model Geoquímic

Estàtic, està basat en l'existència de les discontinuïtats sísmiques que separen capes internes de diferent composició química.

Capes Composicionals

• Escorça: Capa més externa de la Terra.
  • Escorça continental: Materials del qual tenen una composició amb edat variada.
  • Escorça oceànica: És més homogènia, formada per roques joves des del punt de vista geològic.
• Mantell: Hi ha de dos tipus:
  • Mantell superior: Format per oli.
  • Mantell inferior: Format per silicats.
• Nucli: Es caracteritza per la seva elevada densitat, deguda a la presència de ferro i níquel. El nucli intern està format per ferro pur.

Model Dinàmic

Està basat en l'estat dels materials, és a dir, es formen capes mecàniques.

• Litosfera: Comprèn l'escorça i part del mantell superior. És una capa rígida i sòlida.
• Astenosfera: Equival a la part menys profunda del mantell. És una capa plàstica en què la temperatura i la pressió arriben a valors que permeten la fusió de les roques.
• Mesosfera: Equival a la resta del mantell, és a dir, a l'inferior. És rígida i sòlida.
• Endosfera: Correspon a tot el nucli. És líquida i sòlida.

Energia Interna de la Terra

Prové de l'escalfament dels materials, la seva fusió total i el seu enfonsament cap a l'interior que es va produir quan la Terra es va formar.