geologia tectònica de plaques

GEOLOGIATECTÒNICA DE PLAQUES

Silvia Mejías Tarancón

ÍNDEXÍNDEX PROCESSOS GEOLÒGICS

EXTERNS I INTERNS ESTRUCTURA INTERNA DE LA TERRA

ESCORÇA, MANTELL I NUCLI LITOSFERA I ASTENOSFERA

TEORIA DE LA TECTÒNICA DE PLAQUES LÍMITS ENTRE PLAQUES

LIMITS DIVERGENTS LIMITS CONVERGENTS LÍMITS TRANSFORMANTS

MAPA CONCEPTUAL: LA TERRAMAPA CONCEPTUAL: LA TERRA

LA TERRALA TERRA

●El nostre planeta no és estàtic, malgrat que ho pugui semblar. El que passa és que la durada dels processos geològics és molt gran comparada amb la de les activitats humanes.●Només uns pocs processos geològics s'ajusten a les mesures de temps que fem servir per als esdeveniments humans. Els processos geològics poden ser interns o externs. Mireu com a exemple les dades següents:

LA TERRALA TERRA

●Es desenvolupen com a conseqüència de dues fonts energètiques bàsiques:

●L'energia del sol.●La força de la gravetat.

●Amb aquesta energia es destrueixen els relleus superficials i finalment es formen les roques sedimentàries.●Tots els processos que hi participen constitueixen els anomenats processos geològics externs i formen el cicle geodinàmic extern.

PROCESSOS GELÒGICS EXTERNSPROCESSOS GELÒGICS EXTERNS

●Es desenvolupen com a conseqüència d'una font energètica bàsica:

●La calor interna del planeta.●Amb aquesta energia es construeixen nous relleus i es modifica la distribució de continents i oceans, i a través d'aquests processos, es formen les roques ígnies i/o metamòfiques.●Tots els processos que hi participen constitueixen els anomenats processos geològics externs i formen el cicle geodinàmic extern.

PROCESSOS GELÒGICS INTERNSPROCESSOS GELÒGICS INTERNS

Consisteix en la disgregació i/o alteració dels materials de la superfície com a conseqüència de l'acció estàtica de l'atmosfera. Es produeix pel simple contacte de les roques superficials amb l'atmosfera.

●La meteorització és física o mecànica quan provoca la fragmentació de les roques sense que en canviï la composició química.●La meteorització és química quan les roques s'alteren químicament a causa de l'atac de diverses substàncies d'origen atmosfèric (aigua, oxigen, diòxid de carboni, etc.).

Totes aquestes accions no mouen els materials del lloc on es trobaven. Només en alguns casos l'acció de la gravetat produirà el desplaçament dels fragment fins a una posició estable on quedaran acumulats.

METEORITZACIÓMETEORITZACIÓ

●L'erosió és l'efecte de desgast que experimenten les roques superficials i implica la pèrdua de materials sòlids o substàncies en dissolució que són arrencats dels seus llocs d'origen. ●Aquest procés, el realitzen els agents geològics externs i implica l'inici del transport.●Els materials dissolts són transportats en dissolució (transport químic), mentre que les partícules sòlides són transportades en forma sòlida (transport físic). En aquest cas les partícules poden ser transportades de diverses maneres: en suspensió, per flotació, per saltació, per rodolament o per arrossegament o reptació.

L'EROSIÓ I EL TRANSPORTL'EROSIÓ I EL TRANSPORT

METEORITZACIÓMETEORITZACIÓ

●Quan s'acaba el transport es produeix la sedimentació. Els materials transportats es dipositen per acumulació de les partícules sòlides o per precipitació dels materials dissolts. Aquests materials són els sediments.●La precipitació dels materials dissolts es produeix com a conseqüència de variacions físiques o químiques del medi aquós (canvis de temperatura, de pressió, etc.). En moltes ocasions, els éssers vius afavoreixen aquests canvis. Aleshores es parla de precipitació bioquímica.●Els llocs on es dóna la sedimentació s'anomenen conques sedimentàries. En són exemples els fons marins, les platges, els llacs, les planes d'inundació dels rius, etc.

LA SEDIMENTACIÓLA SEDIMENTACIÓ

●Els sediments dipositats poden sofrir processos, més o menys intensos, que els transformaran en roques dures i coherents. El conjunt d'aquests processos s'anomena diagènesi, i el resultat final serà la formació d'una roca sedimentària.

LA DIAGÈNESILA DIAGÈNESI

La composició del nucli és metàl·lica, i es calcula que majoritàriament està compost de Ferro (85%), Níquel (15%), i la resta d’elements no metàl·lics. És una capa molt densa. La temperatura al nucli és molt alta; pot arribar a ser de 4.500°C.

Al nucli s’hi diferencien dues zones, que deuen tenir una composició molt semblant:

-el nucli extern, que arriba fins a 5.100 km de profunditat

- el nucli intern, que continua fins al centre de la Terra.

EL NUCLI IEL NUCLI I

EL MANTELL IEL MANTELL ISituat entre l’escorça i el nucli. S'estén des dels 5-70 km de profunditat fins als 2.900 km. La Tº del mantell és molt elevada, entre 600°C i 3.700°C.

Està constituït per unes roques més denses que les de l'escorça, amb una composició ja més semblant a la d'algunes roques (serien roques molt fosques, riques en silici, magnesi i ferro). També hi distingim dues capes:

●El mantell inferior: sòlid i que està en contacte amb el nucli.●El mantell superior: és sòlid, però hi ha una part d'aquest mantell superior que és plàstica (una mica com l'argila: de fet asthenos vol dir tou en grec):i s'anomena l'astenosfera.

EL MANTELLEL MANTELL

LITOSFERA (líthos = pedra): és la capa més superficial de la Terra sòlida que comprendria tota l'escorça i els primers quilòmetres del mantell fins a una profunditat que oscil·laria entre els 100 Km, sota les zones oceàniques i 300 Km, sota les àrees continentals. La litosfera està caracteritzada per la seva rigidesa. És sòlida i molt rígida; es troba dividida en plaques que es mouen sobre l’astenosfera.

ASTENOSFERA (asthenós = dèbil, tou): capa situada sota la litosfera, entre els 100 i els 300 km i en la qual disminueix la velocitat de propagació de les ones sísmiques. Es força fluïda i poc rígida; per tant, té un comportament plàstic que permet el desplaçament de les plaques que té a sobre.

MESOSFERA (mésos = mig): capa situada entre els 300 i els 2.900 km, formada per part del M. Superior i tot el M. Inferior. És sòlida i rígida.

ENDOSFERA (éndos = dintre): capa més interna corresponent al nucli, dels 2.900 als 6.370 km.

EL MANTELL IIEL MANTELL II

Està formada per les roques que podem veure.

L'escorça, juntament amb la part sòlida del mantell superior (just la que està sobre l'astenosfera) forma la litosfera.

Com veurem a la tectònica de plaques, litosfera i astenosfera juguen un trencaclosques permanent a la superfície de la Terra, responsables de l'activitat sísmica i volcànica de la nostra Terra

L’ESCORÇAL’ESCORÇA

L'ESCORÇAL'ESCORÇA

ESTRUCTURA INTERNA DE LA TERRAESTRUCTURA INTERNA DE LA TERRA

L'ASTENOSFERAL'ASTENOSFERA

MODELOS DEL INTERIOR DE LA TIERRA

LA TECTÒNICA DE PLAQUES

Amb el nom de Teoria de Tectònica de plaques o Tectònica global es recullen les teories que expliquen la dinàmica de l’escorça i que constitueixen el paradigma geològic acceptat actualment.

Aquesta teoria pren com a models referents la Teoria de la deriva continental i la Teoria de l’expansió dels oceans i permet donar explicació i interrelacionar de forma coherent tota una sèrie de processos geològics :

•sedimentació,

•activitat volcànica,

•deformació de les roques,

•erosió,

•terratrèmols, etc.

LA TEORIA DE LA DERIVA CONTINENTAL

Wegener suggeria que fa aproximadament 200 milions d'anys hi hagué una única massa continental anomenada Pangea (pan =tot, gea =terra) que estava envoltat per un immens oceà, Panthalassa.Segons Weneger, aquest super-continent anomenat Pangea començà a dividir-se en fragments que se n'anaren allunyant els uns dels altres fins arribar a la posició actual.

Cap a 1912, Alfred Wegener (1880-1930) publicava “L'origen dels continents i oceans” on desenvolupava la teoria de la deriva continental

LA TEORIA DE LA DERIVA CONTINENTAL

Wegener es va basar en proves de diversa naturalesa per elaborar la seva teoria de la deriva continental:•Dades geogràfiques, basades en l'encaix dels contorns actuals dels continents (per exemple Sudamèrica i Àfrica).•Dades paleontològiques. Els fòssils indiquen que fa uns 350 milions d'anys la flora i la fauna d'Àfrica, Sud-Amèrica, l'Índia i Austràlia eren les mateixes i, per tant, aquests continents havien d'estar units.•Dades geològiques. Coincidència en el tipus de roca i datació dels minerals de serralades que ara formen part de continents diferents.•Dades paleoclimàtiques: L'aparició de dipòsits glacials del Carbonifer als continents de l’antiga Gondwana fa sospitar d'una posició d'aquestes terres molt més pròxima al pol sud. La presència de restes coral·lines en zones actualment fredes de l'hemisferi nord ens indica una posició molt més meridional.

PROVES de la TEORIA DE LA DERIVA CONTINENTAL

PROVES GEOGRÀFIQUES DE LA DERIVA CONTINENTAL

PROVES PALEONTOLÒGIQUES DE LA DERIVA CONTINENTAL

PROVES GEOLÒGIQUES DE LA DERIVA CONTINENTAL

PROVES PALEOCLIMÀTIQUES DE LA DERIVA CONTINENTAL

En els anys 1920, es creia que el fons oceànic era pla, formant per grans planes que estaven cobertes de sediments.

L'EXPANSIÓ DEL FONS OCEÀNIC

Els mapes mostraven que els fons marins tenien terribles valls profundes (fosses oceàniques), grans cadenes muntanyoses (dorsals oceàniques) i àmplies planes.

A més es va descobrir que els fons oceànics eren molt joves (no es van trobar roques de més de 180 milions d'anys) i estan formats per materials volcànics.

Després de la Segona Guerra Mundial, i per raons militars, es va desenvolupar una nova ciència, l'oceanografia. Els oceanògrafs van estudiar el fons marí emprant vaixells oceanogràfics equipats amb sonars.

La teoria del fons oceànic desenvolupada pel geofísic Harry Hess proposa que a través de les dorsals oceàniques s'expulsa magma contínuament procedent de l'astenosfera i que aquest material s'estén a banda i banda creant nou sòl oceànic, que es desplaça a banda i banda, com una cinta lliscant. El sòl o fons de l'oceà es submergeix després a les grans fosses oceàniques sota les costes d'alguns continents.


A partir de totes les dades recollides amb la nova ciència (oceanografia) l'any 1.962 es va proposar una nova teoria: l'expansió del fons oceànic.

La paraula tectònica ve de l’arrel grega “construir”; l’expressió tectònica de plaques ve a dir que la Terra està construïda per plaques.La teoria de la tectònica de plaques (TTP) afirma que la capa sòlida més externa de la Terra, la litosfera, es troba fragmentada en una dotzena o més de plaques tectòniques, unes grans i altres més menudes.•Les plaques tectòniques es troben en moviment, arrossegant amb elles als continents.

•El desplaçament de les plaques és deguda als moviments de convecció que es formen a l'astenosfera i a la força de la gravetat.

•Les plaques en separar-se originen nous oceans, provocant la seva expansió, mentre que al apropar-se col·lisionen i s'aixequen noves serralades.

•El moviment de les plaques és tremendament lent, tot just uns pocs centímetres l'any.

LA TEORIA DE LA TECTÒNICA DE PLAQUES


Tuzo Wilson (1908-1993), geofísic canadenc, va ser el primer en proposar la teoria de la tectònica de plaques o teoria de la tectònica global en un article publicat en la revista Nature el 1965.L'havia sorprès que la majoria dels processos dinàmics de l'escorça terrestre com els terratrèmols, l'activitat volcànica i l’existència de serralades recents estaven concentrats en unes zones molt concretes del planeta.

Plaques, volcans, terratrèmols...tot coincideix!

8 GRANDS PLAQUES LITOSFÈRIQUES8 GRANDS PLAQUES LITOSFÈRIQUES

Les plaques litosfèriques es desplacen a una velocitat d'uns pocs centímetres anuals, com a conseqüència dels corrents de convecció que afecten els materials de l'astenosfera.

LOCALITZACIÓ I DISTRIBUCIÓ DELS VOLCANSLOCALITZACIÓ I DISTRIBUCIÓ DELS VOLCANS

LES PLAQUES TECTÒNIQUES


Els materials de la part més profunda de l'astenosfera pugen, ja que el material de la part inferior és més calent i, per tant, menys dens que el de la part superior.En topar amb la litosfera, els materials flueixen horitzontalment, van perdent calor i augmenten la densitat. Quan ja són prou freds i densos, baixen i a la part inferior de l'astenosfera tornen a desplaçar-se horitzontalment. El contacte amb les zones més profundes fa que els material s'escalfin novament i tornin a pujar, tancant així el que s'anomena cel·la de convecció.

Com a conseqüència del moviment de les plaques litosfèriques tenen lloc una sèrie de fenòmens geològics com la deformació dels materials de la litosfera, en forma de serralades i també processos de deformació a nivell més local: plecs i falles.

Altres processos lligats a la dinàmica cortical són el vulcanisme i els terratrèmols, així com la formació de roques endògenes (roques magmàtiques i roques metamòrfiques).


Els límits entre les plaques són tectònicament actius i poden ser de tres tipus que corresponen a tres formes diferents de moviments relatius de les plaques en contacte:

LÍMITS ENTRE PLAQUES

Límits divergents o constructius: les plaques se separen.

Límits convergents o destructius: les plaques s’ajunten, “xoquen”.

Límits transformants: les plaques ni s'ajunten ni se separen sinó que es mouen lateralment, lliscant entre elles.


Els processos endògens com l'activitat volcànica, els terratrèmols o l'orogènesi es manifesten en la seva majoria a les vores de les plaques, les quals venen delimitades i individualitzades per accidents geogràfics com dorsals oceàniques, fosses abissals, arcs d'illes o noves serralades.

Als límits divergents les plaques se separen. Allà on se separen puja material de l'astenosfera que, en refredar-se, forma noves roques que s'afegeixen als marges de les plaques.

LÍMITS DIVERGENTS O DORSALS

Aquests límits solen trobar-se sota els oceans, perquè en separar-se les plaques es formen zones baixes que s'omplen d'aigua.El més conegut és el que passa pel mig de l'oceà Atlàntic, que cada any és uns 2,5 cm més ample.

Això passa perquè als límits divergents existeix un moviment de convecció ascendent que es continua en moviments amb sentits oposats que contribueixen a separar les plaques.

LÍMITS DIVERGENTS

Quines són les conseqüències?• Volcans i terratrèmols submarins.• Expansió dels fons oceànic (fins i tot naixement) i la separació dels continents adjacents.•A la zona activa per on surt el material de l'astenosfera es forma una serralada que s'anomena dorsal oceànica.•Formació de les roques de la part superior de la litosfera oceànica..

Formació d'un magma a nivell de la dorsal oceànica

En zones continentals també existeixen límits divergents, que originen una fractura en la litosfera, denominada rift. Els centres d'expansió dintre del continent bomben l'escorça i produïxen falles i processos volcànics que, amb el transcurs del temps, divideixen la massa continental en dos fragments. Aquesta situació es dóna en la zona d'Àfrica oriental coneguda com Great Rift Valley.

LÍMITS DIVERGENTS

LÍMITS DIVERGENTS

Islàndia està just al mig d'un límit divergent i l'illa s'està eixamplant per la meitat, justament a la zona on hi ha més activitat volcànica.

LÍMITS CONVERGENTS O FOSSESA un límit convergent dues plaques s'ajunten, xoquen. Les conseqüències d'aquest xoc són fàcils de deduir: les plaques poden "arrugar-se“ (colisió) i fins i tot "ficar-se" una sota l'altra (subducció). Que passi una cosa o una altra depèn del tipus de plaques que xoquen, però en ambdós casos es produeixen terratrèmols que poden ser molt intensos.

1. Xoc entre dues plaques oceàniques.

2. Xoc entre placa oceànica i placa continental.

3. Xoc entre dues plaques continentals.

La placa oceànica és més densa que la continental i, per tant, tendirà a enfonsar-se cap a l'astenosfera.

La zona on la placa oceànica "es fica" sota la placa continental es diu zona de subducció i aquí té lloc una intensa activitat. La placa oceànica subdueix per sota la continental originant-se una profunda fossa oceànica paral·lela a la costa. Els materials sedimentaris de la zona es pleguen i fracturen i donaran lloc a l'aparició de noves cadenes muntanyoses com és el cas dels Andes.

LÍMITS CONVERGENTS: 1. Xoc entre placa oceànica i placa continental

El moviment d'avanç d'una placa sobre l'altra, produeix un gran fregament que fon les roques. Les roques foses ascendeixen i formen volcans en superfície i també s’originen terratrèmols.

LÍMITS CONVERGENTS: 1. Xoc entre placa oceànica i placa continental

El Cinturó de Foc del Pacífic (o Anell de Foc del Pacífic), també conegut com a Cinturó Circumpacífico, està situat en les costes de l'oceà Pacífic i es caracteritza per concentrar algunes de les zones de subducció més importants del món, la qual cosa ocasiona una intensa activitat sísmica i volcànica a les zones que abasta.Inclou a Xile, Argentina, Bolívia, Perú, Equador, Colòmbia, Panamà, Costa Rica, Nicaragua, El Salvador, Hondures, Guatemala, Mèxic, Estats Units, Canadà, després doblega a l'altura de les illes Aleutianas i baixa per les costes i illes de Rússia, Japó, Taiwan, Filipines, Indonèsia, Papua Nova Guinea i Nova Zelanda.

Un volcà és una manifestació de la dinàmica de la Terra, que s'expressa mitjançant la sortida a l'exterior de matèria fosa de l'interior.

Mayon Volcano en les illes Philippines

Quan els volcans no estan en erupció però no estan apagats, en moltes zones volcàniques es produeixen emissions de gasos o de líquids a elevades temperatures.

Aquestes erupcions són causades per l'acumulació d'aigua calenta i vapor atrapats a l'interior de la terra. Quan la pressió del vapor és prou gran, el géiser erupciona i l'aigua calenta surt a l'exterior.

Una de les manifestacions del vulcanisme atenuat són els guèisers.Un guèiser és una font natural d'aigua calenta que fa erupció periòdicament.

Si hi ha una convergència entre dues vores oceàniques de placa s'origina una zona de subducció que és la responsable de l'aparició d'una fossa abissal i de la formació d’arcs d'illes volcàniques paral·leles a la fossa.

LÍMITS CONVERGENTS: 2. Xoc entre dues plaques ocàniques

El grup insular nipó consta d'al voltant d'1.042 illes, i més de 2.000 illots és, sobretot, el resultat de continus i immensos moviments oceànics que van ocórrer durant centenars de milions d'anys. Aquest procés va ser com a resultat de la subducció tectònica de la placa Filipina i la placa Pacífica sota les continentals placa Euroasiàtica i placa Nord-americana.

Les illes se situen en una de les zones geològicament més inestables i complexes del planeta. En general, és un país altament sísmic gràcies a la seva ubicació en el Cinturó de Foc del Pacífic.

LÍMITS CONVERGENTS: 3 Xoc entre dues plaques continentals

Si la convergència entre plaques apropa dues vores continentals, es produeix una col·lisió on no hi ha una destrucció de la litosfera sinó deformacions intenses.

LÍMITS CONVERGENTS: 3 Xoc entre dues plaques continentals

Continent-continent (vora continental

convergeix amb vora continental). Si en una zona

de subducció continent-oceà, la placa oceànica que

subdueix, porta "arrossegant" un continent, aquest s‘anirà apropant al primer fins que entri en

col·lisió amb ell. Els sediments que s'havien dipositat en l'oceà (ara

desaparegut) es deformen, donant lloc a una serralada

de grans dimensions Himalaia

Vista satel·lital de la serralada del Himalaya

Aquí no es dóna ni construcció ni destrucció de litosfera. No hi té lloc activitat volcànica però sí una intensa activitat sísmica.

LÍMITS TRANSFORMANTS O FALLES

L'activitat més important associada a aquest tipus de límits són els moviments sísmics originats per la fricció entre les plaques.

Les plaques llisquen lateralment i formen falles perpendicular a les dorsals: són les falles de transformació. La major part d'aquestes falles es troba en el fons oceànic (en les dorsals).

Falla de San Andrés: exemple de límit entre plaques tectòniques

Existeixen alguns exemples de límits transformants en els continents, com la falla de San Andrés a Califòrnia.

Falla de San Andrés en California

FALLA TRANSFORMANT DE SAN ANDRÉSAquesta falla arriba a 15 quilòmetres de profunditat i té aproximadament 20 milions d’anys d’antiguitat..

Imatge obtinguda amb sensor radar

Els dos últims grans sismes que van trencar aquesta falla van tenir lloc en 1906 -a la zona nord de la falla- i en 1857 -en la central-, però en la part més al sud no s'ha produït un gran terratrèmol almenys en els últims 250 anys. "Quant més pot resistir la falla sense trencar-se per aquesta zona?" es pregunten els científics en 'Nature'.

Terretremol a San Francisco 1906

San Francisco i Los Ángeles ciutats en perill de terretremols. terremotosLa ciutat de Los Ángeles es mou cap la Bahía de San Francisco (totes dues estàn en bandes oposades de la falla de S. Andrés) a una velocitat d’uns 4,5 cm per any.

Ciutat de los Ángeles

Terretremol de San Francisco: un Richter 7.9, i la fractura terrestre va recòrrer 500 quilòmetres

MOLTES GRÀCIES PER LA VOSTRA

ATENCIÓ!!!

geologia tectònica de plaques

Education