Tectònica de Plaques: Formació del Relleu i Riscos Geològics

La Litosfera i la Tectònica de Plaques

Les zones amb major potencial per a l'obtenció d'energia geotèrmica solen ser zones volcànicament actives. S'hi solen trobar aigües subterrànies que s'escalfen i, de vegades, poden ascendir ràpidament per les esquerdes del terreny fins a la superfície i originar guèisers.

La litosfera terrestre és la capa externa de la Terra formada per l'escorça i la part més exterior del mantell. A causa de l'ascens de calor de les zones profundes, la capa es troba fracturada en diversos fragments anomenats plaques litosfèriques.

• Litosfera oceànica: és prima i més densa. Damunt seu s'instal·len l'aigua dels oceans.
• Litosfera continental: més gruixuda i més lleugera. Coincideix amb les zones emergides.

La Teoria de la Deriva Continental d'Alfred Wegener

La tectònica de plaques va explicar al segle XX molts fenòmens geològics, com la formació de les serralades i els processos que aquestes comporten, com el vulcanisme i la sismicitat. Alfred Wegener, el 1912, va fer un primer pas cap a la teoria de la tectònica de plaques en enunciar la seva teoria de la deriva continental. Exposava que els continents es desplaçaven lentament. D'aquesta manera, Wegener explica que fa 300 milions d'anys la terra emergida es trobava en forma d'un sol continent anomenat Pangea, envoltat de l'oceà Pantalassa. Wegener va néixer a Berlín el 1880. Després de doctorar-se en Astronomia, va centrar la seva activitat en la meteorologia i la geofísica. Va exposar la seva teoria de la deriva continental l'any 1912. Va morir a Groenlàndia, en el curs d'una expedició científica, el 1929.

Proves de la Deriva Continental

• Geogràfiques: la coincidència de les costes d'alguns continents indica que aquests continents estaven units i s'han separat posteriorment.
• Paleontològiques: la presència en diferents continents també indica que aquests havien d'estar units en el passat.
• Biològiques: alguns organismes han evolucionat de forma diferent després de separar-se els continents i han donat lloc a espècies actuals diferents.
• Geològiques: existeixen estructures geològiques antigues en diferents regions separades pel mar que donen a entendre que aquestes regions van estar unides anteriorment.

Evidències de la Teoria Tectònica de Plaques

• El paleomagnetisme de les roques del fons oceànic: les roques que constitueixen el fons oceànic són d'origen magmàtic. Durant la seva formació, alguns dels seus minerals adquireixen i fixen la polaritat del camp magnètic de la Terra.
• L'edat de les roques del fons oceànic: el desenvolupament dels mètodes de datació absoluta de les roques, basats en els elements radioactius que contenen, ha permès conèixer amb precisió l'edat de les roques del fons oceànic.
• La distribució de volcans i terratrèmols: es disposen alineats i es concentren en determinades regions que coincideixen amb els límits proposats per a les plaques tectòniques.
• L'anàlisi de la paleoclimatologia: aquests estudis han demostrat que en tots els continents del Sud i a l'Índia va tenir lloc un clima glacial el qual es va fracturar més endavant i va originar altres continents que es van desplaçar fins a la seva ubicació actual.
• L'estudi de les estructures submarines: gràcies a l'exploració dels oceans mitjançant submarins que poden suportar les pressions existents a profunditats de 2 o 3 km, s'han pogut cartografiar les dorsals oceàniques.

Vores de Placa: Divergents i Convergents

Vores Divergents: Construcció de la Litosfera

Apareixen en el moment en què un continent es fractura i donen lloc als rifts continentals i pot evolucionar fins a generar-se en una dorsal oceànica.

• El rift intracontinental: en algunes regions continentals del planeta es produeix un flux de calor especialment important des de zones profundes. Es tracta dels anomenats punts calents. En aquestes zones la litosfera continental es pot fracturar a través de múltiples falles normals i originar valls anomenades rifts intracontinentals. Les falles són fractures del terreny en les quals s'aprecia un desplaçament relatiu entre els blocs resultants. Quan es produeix una distensió del terreny es generen falles normals, mentre que quan hi ha compressió apareixen falles inverses.
• La dorsal oceànica: si continua la fractura del rift intracontinental, es pot produir el trencament total de la litosfera continental. En aquest cas, una vegada separada l'escorça continental en dos blocs, els continus aportaments de magma de l'activitat volcànica comencen a generar una dorsal oceànica. La dorsal serà la zona de contacte entre les dues noves plaques.

Vores Convergents: Destrucció de la Litosfera

El procés de destrucció té lloc a les zones de subducció. En aquestes zones de litosfera oceànica es fractura i origina l'anomenada vora convergent entre plaques, en la qual una de les plaques s'enfonsa sota l'altra, i penetra en l'astenosfera.

El pla de Benioff és el pla de contacte entre dues plaques implicades en la subducció. Dos tipus de zones de subducció:

• Zona de subducció de tipus andí: és la zona de contacte entre una placa amb una litosfera continental i una altra amb litosfera oceànica. L'oceànica és més densa i subdueix sota la continental (Andes).
• Zona de subducció de tipus d'arc d'illes: en les zones de contacte entre dues plaques amb litosfera oceànica, una d'elles subdueix sota l'altra i es genera una zona de subducció que és l'arc d'illes (Japó, Filipines, Indonèsia...).

*Les falles són fractures del terreny. Les que es produeixen en les vores convergents són inverses, ja que estan originades per forces de compressió.

*Els encavalcaments són formacions que evolucionen a partir de falles inverses, quan les forces de compressió continuades provoquen que un dels blocs es desplaci sobre l'altre.

El Cicle de Wilson

La litosfera està subjectada a un cicle dinàmic de formació i destrucció contínues que s'anomena cicle de Wilson. La velocitat amb què s'acosten les plaques és similar a la d'expansió en els processos de creació i destrucció de la litosfera estan íntimament relacionats.

1. Formació d'un rift intracontinental.
2. Formació d'una dorsal: expansió oceànica.
3. Subducció i formació de serralades.
4. Tancament de la conca i formació.

Les Formacions del Relleu de la Litosfera

• Les serralades es formen com a conseqüència de la subducció de tipus andí i de la col·lisió continental.
• La plataforma continental es troba en les zones de transició entre la litosfera continental i l'oceànica, dins d'una mateixa placa.
• El talús continental és la zona que constitueix el límit entre la litosfera continental i l'oceànica.
• Les dorsals oceàniques són serralades submarines que es poden elevar a més de 2.000 metres sobre el nivell del fons oceànic. Es troben en vores divergents.
• Les fosses abissals són les zones més profundes dels oceans. Poden arribar als 11 km de profunditat i es troben en zones de subducció.

Riscos Geològics: Volcànic i Sísmic

Risc Volcànic

• La perillositat depèn exclusivament del tipus d'erupció volcànica i dels processos que pot portar associats. Les erupcions més explosives són sempre més perilloses.
• L'exposició depèn del grau de presència humana a les zones d'influència dels volcans. A les zones volcàniques amb una densitat de població elevada aquest factor té més importància.
• La vulnerabilitat està relacionada amb la qualitat de les construccions i les infraestructures, que poden estar millor o pitjor adaptades al risc volcànic existent a la zona.
• En les vores constructives el risc volcànic és escàs, ja que la major part de les erupcions es produeix en les dorsals.
• En les vores destructives només existeix risc volcànic en les zones de subducció, on el tipus de magmes generats fa que les erupcions siguin molt explosives.

En les zones d'intraplaca cal distingir les regions continentals de les oceàniques.

• En les regions continentals les erupcions són de tipus estrombolià. El risc associat a aquestes erupcions es pot quantificar com a mitjà.
• En les regions oceàniques el vulcanisme consisteix únicament en l'emissió de laves molt fluides, sense explosions, cosa que fa que la perillositat sigui mínima.

Prevenció del Risc Volcànic

La principal mesura de prevenció per al vulcanisme consisteix en una correcta planificació del territori, que respecti les zones de risc i redueixi l'exposició. Existeixen uns indicis precursors de les erupcions, que són útils en la predicció: l'emissió de determinats gasos, els petits terratrèmols (microsismes) i l'augment de la temperatura en les aigues termals.

El Risc Sísmic

Els terratrèmols es produeixen com a conseqüència del moviment de les falles en les zones de contacte entre plaques litosfèriques, com en les zones de subducció, en les de col·lisió continental i en les de falles transformants. El focus d'un terratrèmol s'anomena hipocentre, mentre que el punt de la superfície més pròxim s'anomena epicentre.

• La magnitud depèn de l'energia alliberada en un terratrèmol, i es pot mesurar amb el sismògraf. S'expressa en l'escala de Richter, es tracta d'una escala oberta que no es registren terratrèmols superiors a 9.
• La intensitat està relacionada amb els efectes del terratrèmol i es mesura segons l'escala de Mercalli, dividida en 12 graus.

Prevenció del Risc Sísmic

Per a prevenir el risc sísmic, cal aplicar rigorosament les normes que preveuen adaptacions en les construccions d'edificis i infraestructures que minimitzin els efectes dels sismes.

Com es Divideix un Continent?

Al mantell profund s'originen columnes de material calent, que reben el nom de plomalls. La menor densitat d'aquests materials permet que lentament s'obrin pas a través del mantell fins a arribar a la base de la litosfera.

Procés de Formació d'un Oceà

1. La litosfera s'alça i s'arqueja. Davant l'embranzida dels materials calents, la litosfera es bomba i s'aprima.
2. Formació del rift. La tensió creada en la part superior de la volta originarà fractures que enfonsaran la zona central i es formarà la vall central.
3. Formació de la litosfera oceànica. A través de les fractures sortirà magma que solidificarà al rift. La vall s'eixamplarà, els blocs continentals se separen i comença a formar-se litosfera oceànica a partir dels materials magmàtics (mar Roig).
4. Formació d'un oceà. Si continua el procés de formació de nova litosfera acabarà originant-se un oceà (Atlàntic).

Formació de l'Himàlaia

La placa indoaustraliana xoca amb l'euroasiàtica i es pleguen els materials.

Tipus de Vora entre Plaques