tema 2 Dinámica Litosférica



















































TEMA 2



DINÁMICA LITOSFÉRICA. TECTÓNICA DE PLACAS

Desde la antigüedad ha existido una gran curiosidad por saber ¿Cómo se forman las montañas?, ¿Qué fuerzas son capaces de dar lugar a tan inmensas edificaciones naturales?.

DINÁMICA
Interna: Procesos geológicos: Formación de relieve:
                   Proceso litogenético (Nueva roca)
                   Proceso orogénico: Actividad volcánica y sísmica.
Externa: Ciclos geológicos (reciclaje mineral)        

Después de muchos años de investigación, la unión de muchos científicos formularon la teoría de la Tectónica de Placas, en 1960, al principio llamada Tectónica Global por unificar todos los fenómenos geológicos        

 Tema 2 La mayor profundidad del mundo alcanzada . La fosa mariana conquistada          

TECTÓNICA DE PLACAS
Han existido muchas teorías. Algunas sostienen que los continentes han permanecido prácticamente en la misma situación geográfica durante toda la historia de la Tierra, dando explicaciones de tipo fijitas, otras a partir de un desplazamiento horizontal de los continentes que provocaran plegamientos, cabalgamientos, fallas inversas, etc.

Alfred Wegener (1880-1930) uno de los grandes padres de la geología moderna al proponer la teoría de la deriva continental.
Tema 2 Deriva continental.

Arthur Holmes (1890 -,1965) pionero en la datación radiométrica de minerales y fue el primera científico en comprender las implicaciones mecánicas y térmicas de la convección del manto, lo que llevó finalmente a la aceptación de la tectónica de placas.

Harry Hess (1906 –1969)Es conocido por sus teorías sobre la expansión del fondo oceánico (arcos insulares, sus las anomalías gravitacionales y la convección del manto terrestre). Fue la base del desarrollo de la teoría de la tectónica de placas. El precursor de esta teoría fue Alfred Wegener, pero la fundamenta por H. Hess.

1. LAS PLACAS LITOSFÉRICAS
La litosfera está dividida en fragmentos denominados placas. Su grosor oscila entre 50 y 200 km de grosor y presentan una extensión muy variable y forma irregular. existen ocho macroplacas: Euroasiática, Africana, Indoaustraliana, Pacífica, Nazca, Norteamericana, Suramericana y Antártica.
Bajo litosfera resto de manto (Sólido plástico).

Tema 2 Placas litosféricas.


2. BORDES DE PLACAS LITOSFÉRICAS
CONSTRUCTIVOS (dorsales o límites divergentes, donde se crea nueva litosfera oceánica.)
Tema 2 La fosa de las Marianas

DESTRUCTIVOS (subducción o límites convergentes, donde se destruye litosfera)
PASIVOS O NEUTROS (fallas transformantes, o límites conservadores, en los que ni se crea ni se destruye litosfera, sino que se produce un movimiento horizontal de una placa con respecto a otra.)

 Tema 2 Tipos de bordes de placa

2.1 BORDES CONSTRUCTIVOS (dorsales)
Las dorsales oceánicas son Cordilleras submarinas que presentan una depresión central llamada Rift, donde el espesor de la litosfera es mínimo debido al movimiento de separación, lo que facilitará la salida del magma y expansión del fondo oceánico.
Se observa gran actividad volcánica(emisión de lavas básicas y expansión del fondo oceánico) y sísmica, tipo superficial asociados a las fracturas (fallas) producidas en el Rift por la distensión.

Cuando dos placas convergen, una de ellas se hunde bajo la otra.
Zonas de colisión o de subducción es donde se destruye litosfera.


2.2.1 Subducción de litosfera oceánica bajo litosfera continental
La litosfera oceánica más densa y delgada se hunde bajo el continente incorporándose sus materiales al manto, subducción. Se forman fosas oceánicas en la zonas de inflexión de la placa que se curva al subducir. La superficie de contacto entre la litosfera oceánica y continental es inclinada (45º) y se denomina plano de Benioff.
Gran actividad sísmica (plano de Benioff), volcánica. y gran actividad térmica.La presión que ejercen las dos placas provoca la formación de pliegues que dan lugar a orógenos perioceánicos. Ej. Los Andes, convergencia de las placas de Nazca y la Sudamericana.

2.2.2 Subducción de litosfera oceánica bajo litosfera oceánica
Una de las litosfera oceánica se hunde bajo la otra dando lugar a una fosa oceánica (son las mayores depresiones del planeta). La litosfera oceánica que subduce funde originando procesos magmáticos y volcanes, islas volcánicas. La superficie de contacto entre la litosfera oceánica y la otra litosfera oceánica es inclinada (más de 45º) y se denomina plano de Benioff.
Estos edificios volcánicos  en superficie se denominan arcos islas. Ejemplo de arcos islas Japonesas, Archipiélago de Indonesia, Las Antillas o Marianas, etc.

 Tema 2 Terremoto de Japón

2.2.3 Colisión de litosfera continental con litosfera continental
La placa oceánica que subduce acercando al continente hasta que entre en colisión con él. Zonas de gran actividad sísmica pero no volcánica.
Los sedimentos que se habían depositado en el océano (ahora desaparecido) se deforman, dando lugar a orógeno intercontinental. Ej. La cordillera del Himalaya, colisión entre la placa Indoaustraliana y la placa Euroasiática. También orógeno intracontinental. Ej. Pirineos, etc.

Tema 2 Formación cordillera Himalaya.
Tema 2 Himalaya.

2.3 BORDES PASIVOS O NEUTROS (fallas transformantes)
En las fallas transformantes las placas se deslizan lateralmente, ni crea ni destruye la litosfera. El roce entre placas crea una intensa actividad sísmica. Ej. La Falla de San Andrés, en California (EE. UU.).


3. CAUSAS DEL MOVIMIENTO DE LAS PLACAS LITOSFÉRICAS
El calor del interior de la Tierra tiene un papel determinante en la dinámica litosférica. Aunque la energía gravitatoria también desempeña un papel clave.

3.1 TEMPERATURA
La energía térmica del interior terrestre genera corrientes de convección en el manto. Las corrientes de convección son movimientos cíclicos que experimentan los fluidos al aumentar su temperatura, y constituyen la principal causa que inicia el movimiento de las placas. 
En la capa D se originan columnas ascendentes de materiales muy calientes que pueden alcanzar la superficie, los llamados puntos calientes. Ejemplo las islas Hawai.
Las placas litosféricas son arrrastradas por los movimientos convectivos del manto, que son muy lentos, entre 1 y 12 cm/año.

3.2 GRAVEDAD
La gravedad desempeña un papel muy importante a través de dos mecanismos complementarios:
- La litosfera subducida es densa y fría, y a medida que subduce las altas presiones la hacen más densa. Así, el propio extremo de la placa subducida tira de ella y la arrastra.
- La diferencia de nivel entre dorsal y fosa. La mayor altura de la dorsal favorece el deslizamiento hacia abajo del fondo oceánico (los      materiales "resbalan" por la pendiente de la dorsal)

Tema 2. Movimiento de las placas tectónicas

ORIGEN DEL CALOR INTERNO DE LA TIERRA


Teoría de la acreción planetaria

- Origen del Sistema Solar: nebulosa de polvo y gas que giraba y se concentraba lentamente.

La zona central giraba mas rápido y se calentaba y adquiría mayor densidad que desembocaron en procesos de fusión nuclear de Hidrógeno dando Helio.

 Surge el sol. En la periferia se formaron remolinos de materia que generaron planetas, añadiéndose poco a poco mas materia (acreción).

La Tierra entró en un estado inicial de fusión.

Al solidificarse la corteza actuó como un aislante térmico, permaneciendo en el interior terrestre desde entonces un calor remanente.

Tema 2 Formación del Sistema Solar Origen
Tema 2 Formación de la Tierra y de la Luna

 4. CICLO DE WILSON
1. Primeras manifestaciones volcánicas. un antiguo continente que sufre una rotura en el eje principal.
2. Formación de un Rift.
La rotura forma un rift continental (valle). Al separarse las dos placas aparece y crece un nuevo océano
3. Expansión del suelo oceánico.
Cada segmento de ese continente se transforma en una nueva placa independiente que crece mediante la incorporación de nueva litosfera con formación de una dorsal
4. Subducción.
A cierta distancia de la dorsal puede romperse la unión de la nueva litosfera oceánica y formarse una zona de subducción, que ahora irá consumiendo litosfera.
5. Cierre de océano.
El océano generado por la rotura del antiguo continente puede desaparecer colisionando las dos masas continentales.
6. Colisión de los continentes
La unión de los dos continentes que al principio del ciclo formaban una unidad y llega al estado inicial.

Tema 2. CICLO DE WILSON

5. PRUEBAS DE LA TECTÓNICA DE PLACAS.
Tomando como base la teorías movilistas, Alfred Wegener en 1912, propuso que los sistemas montañosos son consecuencia de la migración lateral que han sufrido los continentes a través de la historia geológica del planeta, lo denominó deriva continental.
Las tierras emergidas habían estado unidas formando un gran continente al que dio el nombre de Pangea y rodeado de un único océano, Pantalasa. La distribución actual de los continentes es el resultado de la división de ese Pangea y el desplazamiento de los fragmentos como barcos a la deriva.
Wegener aportó muchos argumentos válidos para demostrar su teoría:

5.1 Pruebas geográficas:  Estudió la forma de las costas de Sudamérica y África, que permitían encajarlos como las piezas de un rompecabezas.

5.2 Pruebas paleontológicas: Existen varios ejemplos de fósiles de organismos idénticos que se han encontrado en lugares que hoy distan miles de kilómetros, como la Antártida, Sudamérica, África, India y Australia. Estos organismos prehistóricos no hubieran sido capaces de cruzar los océanos que hoy separan esos continentes.

5.3 Pruebas paleoclimáticas: Descubrió que existían zonas en la Tierra cuyos climas actuales no coincidían con los que tuvieron en el pasado. Así, zonas actualmente cálidas estuvieron cubiertas de hielo en el pasado (India, Australia), mientras que en esa época el norte de América y Europa eran bosques muy cálidos.

Tema 2 Pruebas sobre la deriva continental

Pero todo ello no explicaba la causa del motor para separar  los continentes.
En 1929 Arthur Holmes propuso que la deriva continental podía deberse a la activación de las corrientes de convección térmica del manto, lo que llevó finalmente a la aceptación de la teoría de la tectónica de placas.

 Tema 2. Corrientes de convección térmica del manto

5.4 Los conocimientos del el fondo oceánico. A partir de la década de los 1960-70, y gracias a estudios sondeo acústico marino, se empezaron a obtener datos sobre el fondo oceánico(mapas topográficos del fondo marino).

5.5 Magnetismo natural de las rocas. El hecho de que se pueda estudiar el pasado, se debe a que el campo geomagnético puede quedar grabado en las rocas.
Desde la década de 1920, los científicos sabían que las rocas pertenecientes a distintos períodos geológicos podían presentar polaridades magnéticas opuestas. En ocasiones la orientación era "normal", señalando al norte como hoy en día, y en ocasiones el campo geomagnético está invertido. Se fueron midiendo las direcciones del campo magnético de los flujos de lava en tierra y determinaron su edad mediante métodos radioactivos.

5.6 Movimiento de  los continentes. Las curvas de migración de Eurasia y Norteamérica son muy semejantes, lo cual sugiere que esos continentes no han sufrido grandes desplazamientos en los últimos 300 ó 400 millones de años. A su vez, las curvas aparentes de migración de África y Sudamérica son análogas (Carbonífero-Pérmico).

5.7 Hess elaboró una teoría Expansión del fondo oceánico. Hess propuso que la ascensión del material del manto a lo largo del sistema de dorsales  creaba nuevos fondos oceánicos. El movimiento de convección del material del manto transporta el fondo oceánico de una manera parecida a como se mueve una cinta transportadora hasta las fosas submarinas, donde el fondo oceánico desciende al manto. Hess creía que se producía aproximadamente a la misma velocidad a la que crecen las uñas.
La simetría de varios elementos a ambos lados de la dorsal: edad de la corteza, espesor de sedimentos, y, especialmente, por la polaridad magnética (los cambios de polaridad son simétricos respecto al eje de la dorsal).
Si el proceso se inicia sobre un continente, el resultado será la separación del mismo en dos partes separadas por un océano. En sus primeros pasos la dorsal ocupará una posición continental, durante esta fase se le denomina Rift continental.

6. La Tectónica de Placas Hoy.
La teoría de la Tectónica de Placas es una teoría científica con un marcado carácter generalista e integrador ya que pretende explicar gran cantidad de fenómenos geológicos que antes se explicaban de forma puntual por teorías inconexas.
Los principios fundamentales de la teoría de la Tectónica de Placas puede resumirse en:
1- La litosfera terrestre está dividida en una serie de bloques más o menos rígidos y móviles denominados placas litosféricas.
2- Estas placas litosferas se desplazan sobre la astenósfera plástica subyacente, cada una con una velocidad y dirección variable.
3- Los desplazamientos de las placas litosféricas son causados por la energía térmica existente en el interior de la tierra. Esta energía impulsa las corrientes de convección que en última instancia mueven las placas.
4- Las zonas de contacto entre placas se denominan bordes o límites de placas. En dichos límites se produce un movimiento relativo entre placas. Pueden ser de tres tipos: divergentes (separación), convergentes (choque) o pasivos (deslizamiento).
5- Los límites de las placas son las zonas de mayor actividad geológica de la Tierra.

6- A lo largo de la historia geológica han cambiado no sólo la posición de las placas litosféricas, su forma o tamaño, sino también el número de las mismas.

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