La teoría de tectónica global o tectónica de placas ha servido de paradigma en la geología moderna, para la comprensión de la estructura, historia y dinámica de la corteza de la Tierra. La teoría se basa en la observación de que la corteza terrestre sólida está dividida en unas veinte placas semirrígidas. Las fronteras entre estas placas son zonas con actividad tectónica donde tienden a producirse seísmos y erupciones volcánicas.
Esta teoría se resume en seis ideas fundamentales:
1.- La litosfera está dividida en un conjunto de fragmentos rígidos, a los que se les denomina placas litosféricas.
2.- Los límites o bordes de las placas litosféricas pueden ser de tres tipos:
- Dorsales, o límites divergentes en los que se genera nueva litosfera.
- Zonas de subducción, o límites convergentes en los que se destruye la litosfera.
- Fallas transformantes, o límites conservadores en los que ni se crea ni se destruye la litosfera, sino que se desplaza lateralmente una placa con respecto a otra.
3.- Las placas litosféricas se desplazan sobre los materiales plásticos de la astenosfera.
4.- El motor que causa estos desplazamientos de las placas litosféricas son la energía térmica existente en el interior de la Tierra ayudada por la energía potencial gravitatoria.
5.- La litosfera oceánica se renueva continuamente, mientras que la litosfera continental tiene un carácter mas permanente.
6.- A lo largo de la historia de la Tierra ha cambiado la posición de las placas litosféricas, o su forma y tamaño, y también el número de estas.
El ciclo de wilson
El ciclo supercontinental o ciclo de Wilson, propuesto por John Tuzo Wilson, postula que cada 400-500 millones de años todas las masas de tierra emergidas se unen, formando un supercontinente.
El último de estos supercontinentes fue el llamado Pangea, que se formó alrededor del período Pérmico (hace 280-240 m.a.) y cuya desintegración continúa en nuestros días. También se cree que Pangea antes no era un continente sino grupos de islas situados por todo el océano que a causa de los movimientos del interior de la Tierra se juntaron.
Antes de Pangea, debió de haberse formado un supercontinente llamado Pannotia a finales del eón Proterozoico, durante el período Véndico (hace unos 800 millones de años). Su desintegración y los consecuentes choques obductivos entre placas se relacionan con la Orogenia Hercínica, de gran importancia en la formación de los relieves más antiguos en la Península Ibérica.
También hay evidencias que llevan a pensar que hubo otro supercontinente, Rodinia, hace aproximadamente 1.100 millones de años, que se dividió hace 750 millones. Rodinia comenzó a formarse hace alrededor de 1.300 millones de años a partir de tres o cuatro continentes preexistentes, un acontecimiento conocido como la Orogenia Grenville.
Finalmente, evidencias preliminares sugieren que el supercontinente Columbia existió entre hace 1.800 y 1.500 millones años.
Deriva Continental
La Deriva continental es el movimiento que experimentan los continentes sobre la superficie terrestre. En 1620 Francis Bacon se fijó en la similitud que había entre las formas de la costa occidental de África y la costa oriental de Sudamérica. Pero fue Alfred Wegener quién la desarrolló esta propuesta en el libro El origen de los continentes.
Wegener quería demostrar que todos los continentes de la Tierra habían estado unidos en algún momento de su historia geológica formando un “supercontinente” al que llamó Pangea, el cual se había fracturado y dispersado después por grandes movimientos horizontales hasta alcanzar las posiciones de los actuales continentes. La mayoría de los geólogos rechazaron esa idea, ya que hasta entonces siempre se había supuesto que los continentes ocupaban posiciones fijas. Además decían no había en la Tierra una fuerza capaz de mover las masas de tierras continentales sobre el fondo oceánico.
2. Pruebas de la tectónica de placas
-Existen hechos observables en nuestro planeta que se consideran pruebas de la teoría de la tectónica de placas: son el paleomagnetismo, la deriva polar, la edad del fondo oceánico y la distribución global de terremotos y volcanes.
El Paleomagnetismo:
La Tierra tiene un campo magnético intenso. Como cualquier imán, tiene dos polos magnéticos, el norte y el sur. En la Tierra, estos polos están cerca de los polos norte y sur geográficos.
El paleomagnetismo tiene como objeto de estudio el campo magnético terrestre a lo largo de la historia de nuestro planeta.
El conocimiento de cómo ha variado el magnetismo terrestre aporta una prueba decisiva a la teoría de la tectónica de placas. Para comprender este hecho, primero tenemos que analizar las rocas volcánicas del fondo marino. A los lados de las dorsales oceánicas encontramos rocas volcánicas con minerales ricos en hierro (como la magnetita y el hematites). Cuando estas rocas se formaron, los minerales se magnetizaron con la misma polaridad que el campo magnético terrestre de aquella época. Es decir, el polo norte magnético de cada roca apunta al polo norte magnético de la Tierra.
Podemos encontrar bandas de rocas cuya polaridad magnética es similar a la de la Tierra en la actualidad, y rocas con polaridad invertida; es decir, que su polo norte magnético apunta al polo sur magnético de la Tierra, polaridad «normal».
Esto se debe a que, cuando se formaron estas rocas, el campo magnético terrestre estaba invertido: el polo norte magnético coincidía con el polo sur geográfico, y el polo sur magnético estaba próximo al polo norte geográfico.
Los polos magnéticos terrestres han intercambiado entre sí sus posiciones en varias ocasiones a lo largo de la historia de la Tierra.
Épocas de polaridad normal e inversa del campo magnético terrestre durante los últimos 19 millones de años.
La deriva polar:
Uno de los resultados más sorprendentes que se pueden deducir de los estudios sobre el paleomagnetismo terrestre es la deriva aparente de los polos. Según estas investigaciones, en los últimos 500 millones de años los polos han ido cambiando su posición si se tiene en cuenta que la procedencia de las muestras rocosas analizadas estuvieran localizadas en un continente u otro. Sin embargo, hoy sabemos que las distintas trayectorias se corresponden con el movimiento de los continentes, ya que los polos registran posiciones más o menos fijas tan sólo alteradas en épocas de inversiones magnéticas.
La Edad del fondo oceánico:
Entre 1968 y 1983, el buque Glomar Challenger tomó gran número de muestras de la capa de sedimentos situada sobre la capa basáltica que forma la litosfera oceánica. Se observaron tres hechos:
- El grosor de la capa de sedimentos aumenta con la lejanía a las dorsales: cerca de las dorsales esa capa es más fina que en las regiones alejadas.
- La edad de los sedimentos aumenta también con la distancia a las dorsales. Son más recientes en zonas próximas a ellas, y más antiguos en los bordes continentales.
- No se encontraron sedimentos marinos con edad superior a 180 millones de años, aunque en las zonas continentales se han hallado rocas cuya edad se acerca a los 4.000 millones de años.
Todos estos datos confirman que el fondo marino se expande: la litosfera oceánica se forma en las dorsales (por eso es más reciente cerca de ellas que en los bordes continentales), y se destruye en otros puntos del planeta. Este proceso de construcción-destrucción se produce continuamente.
3. La tectónica de placas en la actualidad
En la actualidad los puntos calientes más activos están en las islas Canarias, Cabo Verde, el parque de Yelowstone, etc. Es muy posible que, al tiempo que en una parte se esté disgregando, en otra se esté agregando, e incluso que mientras está chocando una placa contra otra, en el interior de una de esas placas se esté formando un nuevo rift que rompa y separe otras placas. Eso es lo que parece pasar en la actualidad en la placa africana que se separa a lo largo de la dorsal del Índico empujando hacia el continente africano pero también se separa a lo largo del valle del Rift, empujando el continente africano hacia el Índico. El ciclo de Wilson da una importancia excesiva a los continentes, aunque su modelo no se puede olvidar.
El principal problema que no resuelve la teoría es cómo se producen las corrientes convectivas, cuáles son las irregularidades en el manto, o en el núcleo, que permite que en un determinado punto la temperatura sea mayor (o menor) que en su entorno.
Riesgos Asociados a los procesos Geológicos Internos
Riesgos sísmicos: ocasionan enormes desastres en un tiempo muy breve, sus efectos principales son:
. Sacudidas del suelo y de las edificaciones. La mayoría de las muertes se producen al desplomarse las construcciones.
. Los desplazamientos superficiales del suelo a través de las líneas de falla.
. Los deslizamientos de tierras.
. Los tsunamis, que son series de olas marinas que se desplazan a gran velocidad y que llegan a alcanzar decenas de metros de altura al chocar contra las costas. Son originados por terremotos.
Prevención de los riesgos sísmicos: la única medida eficaz para prevenir un terremoto es determinar las zonas sujetas a mayor riesgo y paliar los daños. La prevención debe asegurar la integridad de los equipos e infraestructuras que garanticen la ayuda y los servicios después de un fuerte terremoto.
Daños sísmicos y construcciones: la mayoría de las víctimas de los terremotos se deben al desplome de las edificaciones.
Resistencia: depende de los materiales de construcción, el diseño de la estructura y la cimentación.
Métodos de prevención para evitar los daños sísmicos en los edificios que regulan la resistencia para diversos tipos de esfuerzos:
Cargas estáticas: incluyen el peso del edificio y las cargas que actúan normalmente sobre su estructura.
Cargas dinámicas: incluyen los efectos del tráfico, el viento, los temblores de tierra y otras fuerzas rápidamente variables que puedan afectar a las estructura del edificio. Las cargas dinámicas pueden afectar a las estructuras haciendo que vibren al superar los límites de elasticidad y dejándolas en un estado que no les permite resistir esfuerzos posteriores mucho menores.
La parte más importante de una estructura es la que no se ve: los cimientos. Los edificios resisten mejor cuando están construidos sobre rocas compactas.
Algunas normas españolas regulan la resistencia de las edificaciones a distintos tipos de esfuerzos:
. La norma básica de edificación trata de la resistencia a las sobrecargas de uso, de nieve, las acciones del viento, las variaciones térmicas, los empujes del terreno y las presiones en las cimentaciones.
. La nueva norma de construcción sismorresistente regula específicamente el diseño de las construcciones para evitar los daños de origen sísmico.
. La norma tecnológica de edificación establece coeficientes para el cálculo de estructuras resistentes a cargas sísmicas en función de la zona, el uso del edificio, el tipo de planta y las características del terreno sobre el que se asienta.
Se consideran especialmente afectados por estas normas los siguientes edificios:
. Hospitales e instalaciones sanitarias.
. Edificios e instalaciones de comunicaciones.
. Edificios para coordinación y organización en caso de desastre.
. Edificios para personal y equipos de ayuda.
. Construcciones con instalaciones básicas para la población.
. Vías de comunicación.
Riesgos Volcánicos:
Son menos perceptibles para la población que los riesgos sísmicos, debido a que los volcanes permanecen inactivos durante largos periodos y proporcionan una falsa sensación de seguridad a los habitantes de las zonas próximas.
Los peligros de los volcanes:
La viscosidad y el contenido en gases de los magmas influyen en la explosividad. Si el magma es viscoso o muy rico en sustancias volátiles, se producen violentas explosiones que expulsan nubes cargadas con fragmentos de magma líquido y kilómetros cúbicos de rocas.
Las erupciones explosivas son peligrosas por los efectos de las avalanchas incandescentes y las nubes ardientes, formadas por fragmentos líquidos de magma.
Los gases pueden producir una nube vertical en forma de columna, que luego deja caer los materiales que lleva, y que constituyen depósitos de tefra.
La lluvia de cenizas que se producen no presenta en principio un riesgo grave, excepto en los núcleos de población.
Lahares: coladas de barro y avalanchas de derrubios. Se producen al fundirse rápidamente la nieve por efecto de una erupción.
Prevención de los riesgos volcánicos:
Es posible predecir las erupciones volcánicas debido a los numerosos fenómenos físico químicos que indican su inminencia. Cuando los volcanes dormidos entran en erupción, los sismógrafos permiten conocer la inminencia de la erupción, que suele estar acompañada de una serie de terremotos de magnitud y frecuencia crecientes.
Los principales métodos para detectar los cambios asociados al comienzo de las erupciones son:
. El estudio de la distribución temporal y espacial de los movimientos sísmicos en las cercanías del volcán.
. El estudio de las deformaciones en el suelo mediante redes de nivelación, inclinómetros, sistemas GPS o teledetección.
. El registro de las variaciones de los campos magnéticos y eléctrico, así como de las variaciones del flujo térmico.
. Los estudios gravimétricos que permitan detectar el ascenso de magma hacia la superficie.
. Los estudios de las fumarolas y aguas termales para detectar cambios químicos relacionados con el ascenso del magma.
Los riesgos volcánicos en España:
Existen cuatro zonas volcánicas en España: tres en el territorio peninsular y una en el archipiélago Canario. En las Islas Canarias se han producido 17 erupciones en épocas históricas. El aumento de la densidad de población en el archipiélago Canario ha elevado el riesgo potencial de algunas zonas activas.
Los Riesgos Geológicos Ciencias de la Tierra y del Medio Ambiente
4. Magmatismo
Es una mezcla de material rocoso fundido, de composición preferentemente silícea que contiene gases agua y minerales sólidos dispersos.
4. Magmatismo
Es una mezcla de material rocoso fundido, de composición preferentemente silícea que contiene gases agua y minerales sólidos dispersos.
Las rocas formadas por el enfriamiento de los magmas se llaman rocas ígneas.
- Si su enfriamiento y consolidación se producen en el interior de la tierra, reciben el nombre de plutónicas.
- Si ocurren en la superficie terrestre se llaman rocas volcánicas
Origen de los Magmas
Los materiales de estas zonas se encuentran en condiciones cercanas al punto de fusión, siendo lo más probable que sólo una pequeña fracción del material se encuentre fundida y que la mayor parte de las rocas siga en estado sólido, a este fenómeno se denomina fusión parcial.
La fracción fundida es un líquido menos denso que la fracción sólida a través de la que asciende. El magma se almacena en bolsas denominadas cámaras magmáticas a profundidades menores.
Los factores físicos que condicionan la fusión de un magma son la presión y la temperatura.
Presión: Se debe al peso de los materiales que tiene encima y aumenta proporcionalmente a su espesor y densidad. Un aumento de la presión provoca un aumento del punto de fusión de las rocas o minerales.
Temperatura: Se calcula que la temperatura en zonas profundas de la corteza continental debe oscilar entre 500º y 700º ºC, las temperaturas en el manto son mayores, calculándose que a unos 100 Km. de profundidad será del orden de los 1.500 º C.
Para que se genere un magma es necesario que suba la temperatura o que descienda la presión.
Fases de la consolidación de un magma
Se producen tres fases sucesivas delimitadas por intervalos de temperatura y que presentan caracteres especiales.
1.- Fase ortomagmática: Constituye la fase principal de la cristalización magmática. Abarca desde el origen del magma hasta que éste desciende su temperatura hasta los 500 ºC.
2.- Fase pegmatítico-neumatolítica: Tras la fase ortomagmática queda un líquido residual rico en volátiles, a partir de este líquido se produce la cristalización de micas, feldespatos y cuarzo y se originan las rocas llamadas pegmatitas. Su temperatura media es de 500 ºC aproximadamente.
3.- Fase hidrotermal: Entre 400 y 100 ºC que una solución residual rica en agua, cuya fase más importante es la líquida, que escapa por las grietas y cavidades de las rocas cercanas. Parte de estas soluciones pueden llegar a la superficie en forma de géiseres, fuentes termales o fumarolas.
Yacimientos Magmáticos
Yacimientos magmáticos: Un yacimiento es una concentración de minerales, generalmente metales, de interés económico, que resultan explotables al haberse concentrado el elemento como consecuencia de algún proceso geológico (ígneo, sedimentario o metamórfico).
Los yacimientos magmáticos se pueden clasificar en función de la fase en que se han formado: Ortomagmáticos: de segregación, de inyección Filonianos: pegmatíticos, neumatolíticos Pirometasomáticos Hidrotermales (metasomatismo hidrotermal, fuentes termales).
Magmatismo y su relación con la tectónica de placas
Las teoría sobre la expansión de los océanos y la tectónica de placas permiten explicas la distribución de los volcanes. Basándose en esas teorías los volcanes activos actuales se localizan en dos zonas principales: en las zonas de expansión oceánica (islas del océano Atlántico como Islandia, Azores, etc.) y en las zonas de subducción (Cinturón de fuego del Pacífico y los volcanes del Mediterráneo), aunque existen casos de vulcanismo de intraplaca.
Actividad magmática en bordes de placa constructivos
El magma origina parte de la fusión de las peridotitos del manto formadas por olivino, algo de piroxenos y plagioclasa cálcica, originándose un magma basáltico. Este magma asciende y sale al exterior por las dorsales, dando lugar a la formación de la capa superior de la corteza oceánica formada por basaltos. Bajo este basalto se genera una capa de gabro que procede del mismo magma, pero no llega a salir a superficie.
Actividad magmática en bordes de placa destructivos
Las capas que subducen contienen agua y su temperatura de fusión es menos que la del resto de la capa litosférica. La fusión de estas capas tienen lugar a partir de los 120 Km. de profundidad.
El magna resultante puede instalarse en la litosfera pasiva y originar rocas plutónicas desde dioritas a granitos, o puede salir a superficie en arcos insulares o bordes de continentes y originar andesitas o riolitas.
Actividad magmática en zonas de intraplacas: puntos calientes
El magmatismo en el interior de las placas oceánicas se relaciona con puntos de elevado flujo térmico. En estos puntos se produce una fusión parcial de la litosfera que tiene encima y el ascenso del magma. A las columnas ascendentes de magma se les denomina plumas, que originan conos o islas volcánicas.
Estas plumas, que pueden alcanzar cientos de kilómetros de diámetro mantienen una posición fija en la astenosfera; el movimiento de la placa litosférica sobre la pluma o punto caliente da como resultado una alineación de conos o islas volcánicas según el movimiento de la placa.
La salida del magma es periódica, cada periodo de actividad volcánica crea una isla. Un ejemplo son las islas Hawai.
Tubérculo y Bulbo.
<- Condroblastos
