Geodinámica interna I

Como ya sabes la energía geotérmica es responsable del dinamismo interno de nuestro planeta y este lo es a su vez de la mayoría de los procesos relacionados con el levantamiento de montañas y el movimiento de los continentes. Estos conocimientos son relativamente recientes y forman parte de una “superteoría”, elaborada por muchos autores a partir de otras hipótesis y teorías menores, conocida como TEORÍA DE LA TECTÓNICA DE PLACAS, desarrollada a lo largo del siglo XX.

La geodinámica interna se explica a partir de teorías previas como:- La Deriva Continental- La expansión del fondo oceánicoY teorías actuales como:- Los movimientos isostáticos- LA TECTÓNICA DE PLACAS

La Deriva Continental (El supercontinente Pangea) :

En 1915, Alfred Wegener propuso su teoría de la Deriva Continental según la cual inicialmente existía un solo continente que llamó Pangea (del griego Pan = todo y gea = tierra) rodeado de un océano único al que llamó Panthalasa (del griego Pan = todo y thalassos = océano). Según su teoría, la rotación de la Tierra y la atracción gravitatoria de la Luna sobre la Tierra provocó la fragmentación de Pangea en continentes más pequeños y su desplazamiento hasta llegar a la actual distribución de continentes y océanos.

Según Wegener la corteza terrestre está estructurada en dos capas, el SIAL correspondiente a los continentes y el SIMA correspondiente a los fondos oceánicos, de tal manera que los continentes se moverían a la “deriva” sobre el fondo del océano, movidos por las fuerzas anteriormente citadas. Para defender esta hipótesis aportó las siguientes pruebas:

Geográficas:Semejanzas entre las costas de

continentes, actualmente distantes.” América del Sur encaja con África”.

Geológicas:Alineaciones de montañas antiguas que

se continúan a ambos lados del Océano Atlántico con las mismas estructuras rocosas.

Paleontológicas:Existencia de las mismas especies fósiles en continentes hoy separados por

océanos. Por ejemplo el Messosaurio, dinosaurio fluvial que no pudo llegar nadando.Paleoclimáticas:Presencia de sedimentos glaciares de la misma edad en regiones actualmente

tropicales.

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A pesar de tantos argumentos a su favor, su teoría de la Deriva Continental fue rechazada por la mayoría de los científicos de su época, ya que su explicación sobre la energía responsable del movimiento de los continentes no convenció a los científicos.Por otro lado resultaba difícil de creer que una capa rígida como el SIAL, se desplazara sobre otra también rígida como el SIMA, ya que el rozamiento sería enorme. Sin embargo los continentes se han movido.

La expansión de los fondos oceánicosHoy en día esta teoría forma parte de la T. de la Tectónica de placas o

Tectónica Global. Explica la separación de los continentes como consecuencia de de la fractura del continente y la creación de nueva litosfera a partir del magma que asciende desde la Astenosfera a través de enormes grietas llamadas dorsales oceánicas. El magma se solidifica y se transforma en basaltos cubiertos de océano. La prueba más sólida de esta teoría se basa en el estudio del paleomagnetismo, pero la más evidente se observa estudiando la edad de los fondos oceánicos observándose que aumenta de forma simétrica desde las dorsales hasta las costas, no superando nunca los 200 millones de años. Cuestiones: ¿Dónde se encuentran las rocas más antiguas?¿Cuando empezó a formarse el océano?¿Por donde comenzó a formarse el océano Atlántico?¿Qué región de América estaba unida a la península Ibérica hace 200 m. a.?Los movimientos isostáticos

Esta teoría explica los movimientos verticales como reajustes isostáticos que cesan cuando se alcanza el equilibrio. La litosfera se hunde sobre la Astenosfera cuando almacena más peso, por ejemplo hielo y se levanta cuando lo pierde, por ejemplo por deshielo o erosión.

LA TECTÓNICA DE PLACAS

Esta teoría sostiene que la litosfera se halla dividida en fragmentos llamados placas litosféricas o placas tectónicas que pueden ser oceánicas o mixtas. Estas placas, de naturaleza rígida,

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flotan y se mueven sobre la Astenosfera formada por materiales plásticos que circulan formando corrientes de convección y transportan las placas a modo de cintas transportadoras.

Este modelo resulta más razonable que el planteado por Wegener, ya que la naturaleza plástica de la Astenosfera permitiría los desplazamientos. Por otra parte considera la energía geotérmica (calor interno de la Tierra) como la responsable de la aparición de corrientes de convección que mueven las placas. Esta energía procede de la desintegración de elementos radiactivos.

Los primeros modelos esta teoría planteaban corrientes que implicaban solo a la Astenosfera, hoy en día estos modelos son más complejos e implicarían prácticamente a todas las capas geodinámicas del Planeta. Veamos:

Cuestiones:¿Por qué hablamos de placas litosféricas y no de placas corticales?

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(*) MOTOR DEL DINAMISMO INTERNO DE LA TIERRA (Procesos convectivos)

El modelo actual plantea corrientes convectivas que, no solamente implican a la Astenosfera, si no que están formadas por plumas (F3) o penachos de materiales fundidos que ascenderían desde la capa D, (donde presumiblemente existen intensos procesos radioactivos), hasta la base de la Litosfera, iniciando la apertura de las dorsales. Por otro lado existirían corrientes difusas (F2) de materiales también ascendentes que implicarían a Mesosfera y Astenosfera y por último, cerrando las células convectivas, las propias placas litosféricas (tectónicas) participarían en las corrientes (F1), subduciendo hasta la capa D, situada en el límite entre Mesosfera y Endosfera.

Geodinámica

Interna

Teorías previas como

Se explica a partir de

Teorías actuales como

La Expansión deLos fondos oceánicos

La DerivaContinental La

Tectónica de Placas

Los Movimientos Isostáticosdesarrollada a

partir de pruebas

Geográficas

desarrollada a partir de pruebas

Elpaleomagnetis

mo

plantea

PLACAS LITOSFÉRICAS

oceánicas o mixtas

Deriva de los continentes:

Muchas son las preguntas a las que esta teoría puede dar respuesta. Medita sobre algunas de ellas y respóndelas en la medida que tus conocimientos te lo permitan:

Cuestiones:¿Cómo podemos explicar la formación de montañas? ¿Cómo podemos explicar la aparición de nuevas islas en mitad del océano o la desaparición de otras? ¿Por qué algunas de las rocas que se forman en la superficie aparecen plegadas o fracturadas mientras otras conservan su disposición original? ¿Cuál es el origen de los terremotos y de los volcanes?¿Cómo se forman los distintos tipos de rocas endógena (magmáticas y metamórficas?

Contactos entre placasComo ya sabes, la litosfera se encuentra fragmentada en unidades llamadas

placas tectónica que contactan entre si como las piezas de un puzzle. Sin embargo en los límites de las placas se producen distintos tipos de contacto, que van a resolverse de diferente manera.

Se clasifican en tres tipos fundamentales: A) Bordes constructivos B) Bordes destructivos C) Bordes pasivos

A) BORDES CONSTRUCTIVOS:

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Climáticas (*)

Paleontológicas

Geológicas

Edad de los suelos

oceánicosflotando

sobre

La ASTENOSFERA

Son aquellos en los que se está creando constantemente nueva litosfera oceánica. Estos bordes están localizados en las dorsales oceánicas, largas cordilleras submarinas que en algunos casos llegan a emerger por encima del nivel del mar, dando lugar a islas como es el caso de Islandia o de las Azores.

Por estas dorsales sale material fundido (magma) procedente de la astenosfera que, al entrar en contacto con el agua, se enfría rápidamente, solidificándose y dando lugar a nueva litosfera oceánica. Estos nuevos materiales van empujando a los ya existentes, produciendo la expansión del fondo oceánico.

Podemos secuenciar este proceso en varias etapas:

1º Rift continental y fractura del continente:

* Nota: (para “nota”). Conviene señalar que los penachos solo inician el proceso, provocando una disminución de la presión en los puntos donde se produce la fractura. Esta bajada de presión explica el cambio de estado que sufren los materiales plásticos de la Astenosfera que se transforman en magmas (materiales fundidos) debido a una disminución de su punto de fusión. (Grandes Lagos)

2º Rift y mar interiorLos nuevos aportes de

magma solidifican y van creando nueva litosfera oceánica de naturaleza basáltica, en ambas direcciones. Sobre el nuevo suelo se instala un mar incipiente (ej. El mar Rojo).

3º El Rift y la Dorsal oceánica

La expansión continúa dando lugar a un amplio océano. En ocasiones la cordillera

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Nueva litosfera oceánica

Nueva litosfera oceánica

volcánica, asociada a la dorsal, aflora en superficie dando lugar a islas volcánicas como Islandia.

Fenómenos geológicos asociados a los bordes constructivos:o Vulcanismoo Orogénesis térmica (cordilleras de origen volcánico) o Sismicidad de foco somero (terremotos)

Cuestiones:Si constantemente se está creando nuevo fondo oceánico, ¿por qué no aumenta la superficie de la Tierra?

La expansión del fondo oceánico tendría como consecuencia un aumento de la superficie terrestre, pero esto no ocurre pues se mantiene un equilibrio entre los bordes constructivos en los que se crea litosfera oceánica y los bordes destructivos, o zonas de subducción, en los que se destruye litosfera oceánica.

B) LOS BORDES DESTRUCTIVOS:

Los bordes destructivos se generan al romperse una placa litosférica mixta en su zona más débil, que corresponde, a la litosfera oceánica próxima al continente. La parte continental, más ligera, se superpone a la parte oceánica, más densa y se dice que la litosfera oceánica subduce bajo la litosfera continental. A estas zonas se les llama zonas de subducción y llegan hasta la astenosfera o, como hemos visto, incluso hasta el núcleo.

Según el momento de evolución se diferencian: B1) zona de subducción tipo "Arco-Isla" (borde oceánico con b.

oceánico): Se produce la

subducción de litosfera oceánica bajo litosfera oceánica (próxima al continente). En la zona de contacto se origina un gran surco denominado fosa oceánica. Se forman alineaciones de islas de origen volcánico como el archipiélago de Japón o las Marianas donde se encuentran las fosas más profundas del Planeta (11 Km.)Nota: En este caso, el origen de los magmas que da lugar a las islas volcánicas, está en el calor desprendido como consecuencia del enorme rozamiento que se genera al subducir. Como consecuencia parte de la placa que subduce se funde y los magmas ascienden originando volcanes. La resistencia a la subducción, que opone la Astenosfera, se resuelve con la liberación de grandes cantidades de energía dando lugar a terremotos de foco somero, medio y profundo.Fenómenos geológicos asociados a contactos entre bordes oceánicos:

o Vulcanismo6

Focos de terremotos

Fusión magmas

Mar interior colmatándose

o Orogénesis térmica (Arcos Isla) o Sismicidad de foco somero, medio y profundo (terremotos)

El mar interior se colmata de sedimentos y evoluciona hacia el siguiente contacto:

B2) Zona de subducción tipo "Borde continental activo", Borde continental – borde oceánico: Se produce subducción de litosfera oceánica bajo litosfera continental. En la zona de contacto se origina, al igual que en el caso anterior, una fosa oceánica donde se acumulan sedimentos de origen continental.

Los materiales sedimentados en el borde del continente, en la fosa oceánica, así como los transportados sobre la litosfera oceánica son comprimidos y por tanto plegados, levantados y fracturados dando lugar a cordilleras pericontinentales de origen mecánico, como por ejemplo los Andes (orogénesis mecánica marginal).

La causa de esta compresión es el movimiento (empuje) de las dos placas al subducir una bajo la otra. Debido a esto son zonas donde la presión y la temperatura alcanzan valores muy altos provocando procesos de metamorfismo (cambios en las rocas) y magmatismo (fusión de las mismas) en los sedimentos y rocas sedimentarias depositados principalmente en la fosa. Algunos magmas logran aflorar en superficie a través de las múltiples fallas (fracturas) ocasionadas en el choque, dando lugar a erupciones volcánicas. Sin embargo la mayor parte de los magmas no llegan a aflorar debido al enorme espesor de la corteza continental enfriándose y consolidándose lentamente en el interior, lo que da lugar a la formación de rocas de tipo plutónico como el granito. Este proceso contribuye al crecimiento de la litosfera continental.

Fenómenos geológicos asociados a contactos entre borde oceánico y continental:

o Vulcanismoo Orogénesis térmica (volcanes) o Orogénesis mecánica marginalo Sismicidad de foco somero, medio y profundo (terremotos)o Plutonismo y

metamorfismo

B3) Obducción. Contacto entre bordes continentalesCuando la litosfera

oceánica que subduce forma parte de una placa mixta, el proceso de convergencia culminará con la colisión de dos bloques de litosfera continental, lo que supone el fin de la

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colisión. A este fenómeno se le llama obducción y lleva como consecuencia el cierre del océano y la sutura de dos placas.

Los sedimentos depositados entre ambas placas se pliegan y se levantan dando lugar a cordilleras intercontinentales tipo Himalaya, Pirineos, etc. (orogénesis mecánica intracontinental). Cuando los bordes continentales entran en contacto, su enorme espesor y sus densidades similares impiden que continúe la subducción. La sutura impide la salida de magmas, luego no se da vulcanismo. Los esfuerzos son tan elevados que, como en el caso anterior, la enorme liberación de energía ocasiona plutonismo, metamorfismo y fuerte sismicidad. Fenómenos geológicos asociados a contactos entre borde oceánico y continental:

o Orogénesis mecánica intracontinentalo Sismicidad intensa de foco somero (terremotos)o Plutonismo y metamorfismo

Cuestiones: En los continentes encontramos algunas rocas de más de 300 millones de años de antigüedad. Sin embargo, las rocas oceánicas más antiguas no superan los 200 millones de años ¿Puedes explicar esto?Darwin descubrió fósiles marinos en la cordillera de los Andes a gran altitud. Da una explicación a este fenómeno. Cuando Wegener propuso su teoría de la deriva continental no supo dar una explicación acertada de por qué se movían los continentes. ¿Podrías tú ahora explicarlo?

C) LOS BORDES PASIVOS:

Por último, el tercer tipo de contacto entre placas son los bordes pasivos, las placas se deslizan horizontalmente una con respecto a otra (a lo largo de fallas denominadas transformantes), sin que se produzca creación ni destrucción de litosfera oceánica. Así ocurre en la falla de San Andrés en California donde las placas Pacífica y Norteamericana se desplazan en sentido contrario originando terremotos someros de gran intensidad. Ninguno de los procesos que explican la formación de magmas a gran escala se da en estos contactos por lo que no aparece vulcanismo al menos como consecuencia de este contacto pasivo.

Fallas similares a estas, pero a pequeña escala se producen a nivel de las dorsales oceánicas que se interrumpen desplazándose lateralmente con lo que dichas fallas podrían considerarse como límites entre microplacas. Estas fallas surgen como consecuencia de la adaptación de la dorsal y el nuevo suelo formado a la forma esférica de la Tierra.

Cuestiones

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¿Existirá actividad sísmica y/o volcánica en los bordes pasivos? Razónalo

Fenómenos intraplaca:En ocasiones aparecen fenómenos volcánicos o sísmicos que se sitúan

dentro de las placas, esto parece contradecir lo visto hasta ahora, ya que está claro que son los límites de las placas, los lugares donde se concentran la mayoría de los procesos orogénicos, volcánicos, sísmicos y petrogénicos (formación de rocas). Son estos los fenómenos de más difícil explicación, las islas Canarias, Hawai o las Galápagos son ejemplos de este tipo de fenómenos. Parece ser que la existencia de puntos calientes en la base de la litosfera que se corresponden con plumas de magma ascendente, puede explicar alguno de estos fenómenos, al menos el de las islas Hawai.

Según esta hipótesis las plumas, localizadas en puntos estáticos, actuarían sobre la base de placas en movimiento, originando un rosario de islas volcánicas donde solo permanecería activa aquella bajo la cual se sitúa actualmente el penacho o pluma que ocasiona el punto caliente, origen de los magmas liberados en la erupción volcánica.

El origen de las Canarias, aunque relacionado, no se explica solamente con esta hipótesis.

A modo de resumen… :

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BO – BOSubducción

BO – BCSubducció

n

BO – BODorsal

Fenómenosintraplaca

Riftcontinental

BC – BCObducciónNos falta?

Las Placas tectónicas

contactan a nivel de bordes

(*)Oceánica

s ó

MixtasConstructivos

como

Destructivos

Pasivos

como

Borde oceánico/Borde

continental(Subducción)

Borde oceánico/Borde oceánico(Subducción)

Borde continental/

Borde continental

Dondeaparec

e

Dondeaparec

e

Dondeaparec

e sismicida

d

Vulcanismo

(orogénesis

Orogénesis

mecánicamarginal sismicida

d

Vulcanismo

(ARCOS ISLA) sismicida

d

OrogénesisMecánica

intracontinental

Las FallasTransformante

s

pueden aparecer

Fenómenosintraplaca

Cuestiones:Identifica los tipos de contactos señalados con círculos en los dos mapas

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DORSALESoceánicas

Dondeaparec

e

dondeaparece

sismicidad

EntreMicroplacas(En dorsales oceánicas)

EntreMacroplacas(Ej. Falla de San Andrés)

sismicidad

Vulcanismo

(orogénesis

(*) Los distintos contactos pueden integrarse en un ciclo conocido como ciclo de Wilson

PETROGÉNESIS:En todos los contactos se dan procesos de formación de distintos tipos de rocas (Petrogénesis), siendo el contacto entre borde continental y oceánico donde aparece un mayor número de rocas diferentes.

como

Enumera las grandes placas del Planeta y realiza el corte C-F de forma similar a como este humilde servidor hace el corte A-B.

Un terremoto o seísmo es una liberación brusca de energía,

acumulada en el interior de la Tierra, que hace vibrar las rocas que atraviesa. Intenta dar una explicación a la coexistencia de terremotos, volcanes y cordilleras en Colombia.

¿Qué te sugiere la distribución de Volcanes y terremotos en nuestro planeta?

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En Islandia hay actividad volcánica y sísmica. ¿Es debido esto al mismo motivo que en Colombia? Razona tu respuesta.

¿SE FORMAN ROCAS AGRANDES PROFUNDIDADES?

Hemos visto como se forman las rocas sedimentarlas en las cuencas sedimentarlas, generalmente marinas, pero existen otras rocas que se originan a grandes profundidades y cuya formación es explicada por la Teoría de la Tectónica Global. Dentro de estas rocas se pueden distinguir las rocas magmáticas (volcánicas o plutónicas) y las metamórficas (dinamometamórficas, de m. regional ó metamórficas de contacto). Los contactos entre borde continental y oceánicos presentan los procesos petrogénicos más variados y complejos.

¡ Haz el favor de atender, que lo que voy a explicar no viene en los apuntes !¿Cómo es posible que las rocas metamórficas y plutónicas, formadas ambas a gran profundidad, aparezcan en la superficie de la Tierra?

Para terminar podemos, a modo de resumen, integrar la mayoría de los contactos dentro de un ciclo evolutivo ideado por uno de los padres de la teoría de la tectónica de placas, el señor Tuzo Wilson.

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Ahora más bonito todavía

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Dorsal

Subducción(PO-PO)

Subducción(PO-PC)Obducción

(PC-PC)