Download Geodinámica interna - IES MURIEDAS. Departamento de Biologia y

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 oceánico
Y 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 oceánicos
Hoy 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.?
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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, 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:
(*) 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.
Cuestiones:
¿Por qué hablamos de placas litosféricas y no de placas corticales?
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Geodinámica
Interna
Se explica a partir de
Teorías previas
como
Teorías actuales
como
La Deriva
Continental
La Expansión de
Los fondos oceánicos
desarrollada a
partir de pruebas
desarrollada a
partir de pruebas
Geográficas
La Tectónica
de Placas
plantea
El
paleomagnetismo
Paleontológicas
Geológicas
Los Movimientos
Isostáticos
Edad de los
suelos oceánicos
Climáticas (*)
PLACAS
LITOSFÉRICAS
oceánicas o mixtas
flotando sobre
La ASTENOSFERA
Deriva de los
continentes:
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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 placas
Como 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:
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:
Nueva
litosfera
oceánica
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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 interior
Los 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 volcánica,
asociada a la dorsal, aflora en
superficie dando lugar a islas
volcánicas como Islandia.
Nueva
litosfera
oceánica
Fenómenos geológicos asociados a los bordes
constructivos:
o Vulcanismo
o 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?
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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.
Mar interior colmatándose
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
Fusión  magmas
Focos de terremotos
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 Vulcanismo
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.
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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 Vulcanismo
o Orogénesis térmica (volcanes)
o Orogénesis mecánica marginal
o Sismicidad de foco somero, medio y profundo (terremotos)
o Plutonismo y metamorfismo
B3) Obducción. Contacto
entre bordes continentales
Cuando 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 colisión. A este fenómeno se le
llama obducción y lleva como
consecuencia el cierre del océano y
la sutura de dos placas.
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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 intracontinental
o 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.
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Cuestiones
¿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… :
BO – BO
Subducción
Fenómenos
intraplaca
BO – BO
Dorsal
BO – BC
Subducción
Rift
continental
BC – BC
Obducción
Nos falta?
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Las Placas
tectónicas
contactan a
nivel de bordes (*)
Oceánicas
ó
Mixtas
Fenómenos
intraplaca
Constructivos
Destructivos
como
como
DORSALES
oceánicas
Vulcanismo
(orogénesis
térmica)
Pasivos
como
Borde oceánico/
Borde continental
Borde oceánico/
Borde oceánico
Borde continental/
Borde continental
(Subducción)
(Subducción)
(Obducción)
Donde
aparece
Donde
aparece
Donde
aparece
sismicidad
pueden aparecer
sismicidad
sismicidad
Vulcanismo
(orogénesis
térmica)
Vulcanismo
(ARCOS
ISLA)
Orogénesis
mecánica
marginal
(*) 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.
Donde
aparece
sismicidad
Orogénesis
Mecánica
intracontinental
Las Fallas
Transformantes
Entre
Microplacas
(En dorsales
oceánicas)
Entre
Macroplacas
(Ej. Falla de
San Andrés)
donde
aparece
sismicidad
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Cuestiones:
Identifica los tipos de contactos señalados con círculos en los dos mapas
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.
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¿Qué te sugiere la distribución de Volcanes y terremotos en nuestro planeta?
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?
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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.
Ahora más bonito todavía
Subducción
(PO-PO)
Dorsal
Obducción
(PC-PC)
Subducción
(PO-PC)
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