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PROCESOS GEOLÓGICOS INTERNOS.
1. EL ORIGEN DE LAS CORDILLERAS. INTERPRETACIONES HISTÓRICAS
A lo largo de la historia han surgido varias teorías para explicar la presencia de
orógenos.
Estas teorías, según defiendan o no el desplazamiento de los continentes, se
clasifican en fijistas y movilistas.
El Contraccionismo es una teoría fijista que afirmaba que la Tierra al enfriarse
replegó su superficie formando cordilleras, de forma similar a como se arruga la
piel de una manzana vieja.
Posteriormente aparece la teoría del Geosinclinal en la que grandes cuencas
sedimentarias, llamadas sinclinales, se rellenaban de sedimentos marinos que
sufrían metamorfismo, fusión y, al ascender, plegaban los niveles superiores.
Las primera teoría movilista se denomina Deriva Continental y fue postulada por
Alfred Wegener (la veremos más tarde).
2. EL CICLO DE LAS ROCAS
A lo largo del tiempo unas rocas pueden transformarse en otras
ROCAS SEDIMENTARIAS:
Formadas en zonas superficiales de la corteza terrestre a partir de materiales
que se depositan formando capas o estratos. Son detríticas si se originan a
partir de trozos de otras rocas. Químicas y orgánicas si se forman a partir de
precipitación de compuestos químicos o acumulación y descomposición de
restos de seres vivos.
· Detríticas:
- Conglomerados
- Areniscas
- Arcillas
· Químicas
- Calizas y yesos
· Orgánicas
- Carbones
- Petróleo
ROCAS ÍGNEAS O MAGMÁTICAS:
Formadas a partir del enfriamiento de rocas fundidas (magmas).
· Volcánicas: Enfriamiento rápido en la superficie
- Basalto, piedra pómez
· Plutónicas: Enfriamiento lento en el interior
- Granito
ROCAS METAMÓRFICAS:
Formadas a partir de otras rocas que, sin llegar a fundirse, han estado
sometidas a grandes presiones y temperaturas
- La Pizarra proviene de la arcilla
- El Mármol proviene de la caliza
- El Gneis proviene del granito
1. ¿En qué se diferencian una roca plutónica de una volcánica?
2. ¿En qué se parecen?
3. ¿Qué proceso, aparte de la sedimentación, tiene lugar en las cuencas
sedimentarias? ¿De qué otra manera se puede llamar?
4. ¿Qué hace que una roca sedimentaria se transforme en metamórfica? Si
esa roca sedimentaria es una caliza ¿en qué se transformará?
5. ¿Por qué decimos que un metamorfismo de alto grado se acerca a un
proceso de magmatismo?
3. WEGENER Y LA DERIVA CONTINENTAL
Alfred Wegener, meteorólogo alemán, publicó en
1912 el primero de una serie de artículos y libros
en los que defendía que los continentes se habían
formado por fragmentación de una única masa de
tierra llamada Pangea, y después se habían ido
separando unos de otros hasta configurar la
distribución actual de continentes y océanos.
El principal argumento que esgrimió es que el
borde occidental de África y el oriental de
Suramérica encajan casi como piezas de puzzle,
deduciendo a partir de esta coincidencia que
ambos continentes formaron una vez parte de una
sola masa continental.
Wegener postulaba que las masas continentales se movían sobre el fondo
oceánico, de forma que corteza continental era una unidad separada de la
corteza oceánica sobre la cual se desliza.
Wegener murió en 1930 mientras intentaba demostrar experimentalmente que
Europa y América se separaban a razón de unos veinte metros al año.
Su teoría fue ridiculizada por los más reputados geólogos de su época porque, si
bien aportó algunas pruebas adicionales a la deriva continental, no supo explicar
de forma consistente cuáles eran las fuerzas que empujaban a los continentes en
su deriva. Solo esbozó la posibilidad de que el movimiento de rotación terrestre
estuviera en el origen de los desplazamientos continentales, pero no pudo aportar
un modelo que explicase esta relación.
4. LA EXPANSIÓN DEL FONDO OCEÁNICO
Entre los accidentes geográficos del fondo marino, llaman la atención las dorsales
oceánicas, de las cuales, la mejor estudiada es la dorsal medio-atlántica. Se
observa en su parte central una
gran depresión o fosa tectónica
que la recorre de extremo a
extremo, a la que se denomina
rift
medioceánico.
Por
él
asciende el magma del manto
superior, que se incorpora a la
corteza terrestre conforme las
lavas
volcánicas
van
solidificándose.
De esta forma va aumentando la
cantidad de materiales del fondo oceánico, de manera que, en una serie de
erupciones sucesivas, la lavas de la erupción anterior van siendo empujadas por
las de la nueva erupción. Así, podemos decir que las lavas, cuanto más alejadas
estén de la dorsal, más antiguas son. La inyección de nuevos materiales en el
fondo marino hace que este se vaya desplazando paulatinamente, alejándose de
las dorsales, a lo que se llama expansión del fondo oceánico.
La corteza oceánica difiere de la continental, entre otras cosas, por su espesor.
Mientras que en los continentes la corteza tiene un espesor de entre 25 y 75 km,
en el océano es de entre 6 y 12. De hecho, se pueden considerar unidades
distintas, con diferentes tipos de rocas, densidad, etc. Del mismo modo, la
litosfera oceánica es también, en líneas generales, de menor espesor.
(Ver animaciones del siguiente enlace, donde pone Expansión del fondo oceánico:
http://platea.pntic.mec.es/~jpascual/geotierra/geotierra2.htm)
5. DISTRIBUCIÓN GEOGRÁFICA GLOBAL DE TERREMOTOS, VOLCANES Y CORDILLERAS
Como vemos en los siguientes mapas, los terremotos y volcanes no se distribuyen
geográficamente al azar sino que la actividad sísmica y volcánica se concentra en
determinadas líneas y cinturones. observamos, además, que las áreas de actividad
sísmica coinciden con las de actividad volcánica.
Se observa, además, que en los bordes continentales activos, la profundidad de
los focos de los seísmos es mayor cuanto más nos adentramos en el continente y
menor cuando se producen en la línea litoral. A esto hay que añadir que los
estudios de la estructura de la Tierra y su organización en capas revelan que, en
estas zonas de margen continental, la profundidad del límite entre la corteza y el
manto es incierto y parece que allí la corteza penetra oblicuamente en el manto
hasta profundidades donde se llega a fundir.
En otro orden de cosas, es remarcable también la distribución global de las
grandes cordilleras, que responde igualmente a un patrón geográfico:
encontramos estas grandes cadenas montañosas en el borde occidental de
Norteamérica y de Suramérica. También en otro gran cinturón que incluye los
Alpes, el Cáucaso, el Karakórum y el Himalaya, y otras cadenas más pequeñas
asociadas como el Atlas, Béticas y Pirineos. Prácticamente coincide con los
cinturones anaranjado y amarillo de la figura superior. Estas áreas geográficas se
denominan orógenos y tienen su origen en las orogenias ya estudiadas en el tema
anterior: orogenia Caledoniana (entre silúrico y devónico) Hercínica (carbonífero)
y Alpina (período Terciario).
Las áreas geográfico-geológicas no afectadas de plegamientos posteriores al
Cámbrico están formadas por núcleos continentales de más de 600 millones de
años llamados cratones (con plegamientos anteriores al cámbrico) y escudos (no
plegados y con antigüedad superior a los 1000 millones de años).
La litosfera tienen una estructura como la que sigue:
CONSECUENCIAS
Estando comprobada la expansión del fondo oceánico, está claro que la corteza
terrestre crece en las líneas de dorsal por aportación y solidificación en superficie
del material fundido (magma) procedente del manto.
Por tanto, y dado que el tamaño de la Tierra es constante, deben existir otras
zonas donde se destruya tanta corteza como se genera en las dorsales.
La mayor profundidad del límite corteza-manto bajo los bordes continentales de
mayor actividad geológica nos sugiere que es allí donde se produce la destrucción
de corteza que compensa su creación en las dorsales. Y también parece claro que
la inmersión de la corteza en el manto (movimiento de subducción) genera
rozamientos que son el origen de los movimientos sísmicos. Antes de concluirse la
existencia del fenómeno de subducción, ya los geólogos habían observado la
intensa actividad geológica en estas zonas y se les dio el nombre de zonas de
Benioff.
Dado que, tanto la creación como la destrucción de la litosfera se asocian a
desplazamientos horizontales de la misma, se entiende que las líneas de dorsal y
las de subducción son los límites entre grandes piezas de la litosfera que sufren
desplazamiento unas respecto de otras, ya sea acercándose en un encuentro, ya
alejándose en su separación.
Cabe también la posibilidad de que estos movimientos originen líneas de contacto
con rozamiento lateral.
Estas grandes piezas de la litosfera se denominan placas tectónicas, y sus límites
coinciden con las grandes líneas de actividad sísmico-volcánica.
Estando clara la distribución geográfica de terremotos y volcanes, vemos que esta
coincide con las zonas de crecimiento y de destrucción de corteza, que, a su vez,
son los límites entre placas.
También en algunos contactos entre placas aparecen las grandes cordilleras como
resultado de movimientos y fuerzas de empuje que comprimen, pliegan, fracturan
y elevan materiales.
Las distintas pruebas que apuntan al desplazamiento continental postulado por
Wegener tienen confirmación con los movimientos de placas, las cuales pueden
estar constituidas sólo por fondo oceánico, sólo por litosfera continental, o, más
frecuentemente, por litosfera tanto oceánica como continental. Así que los
continentes no se desplazan deslizando sobre la corteza oceánica sino empujados
y arrastrados por los movimientos de las placas de las que cada uno forma parte.
6. TEORÍA DE LA TECTÓNICA DE PLACAS
Actualmente se sostiene que,
a) efectivamente, la litosfera oceánica se forma y se destruye periódicamente.
Como hemos visto, se crea en las dorsales de los fondos oceánicos. Estas zonas
son límites de placas que se denominan bordes constructivos o divergentes
(porque se crea litosfera al solidificarse el magma ascendente y porque el
movimiento relativo de las placas es de separación). El proceso de formación de
nueva litosfera en la dorsal se llama acreción.
LITOSFERA
b1) las zonas de destrucción de litosfera oceánica son áreas muy sísmicas donde el
límite entre la corteza y el manto es muy variable. A estas áreas se les denominó
en primer lugar "zonas de Benioff", y al plano inclinado que hace la litosfera
oceánica al introducirse en el manto se le llama también "plano de Benioff". Por
este motivo los focos de los seísmos son más profundos cuanto más nos alejamos
de la costa hacia el interior del continente.
Zona de Benioff
Estas zonas se llaman bordes destructivos o convergentes (porque se destruye
litosfera al fundirse en contacto con el manto profundo y porque el movimiento
relativo de las placas en contacto es de acercamiento); y el fenómeno de
inmersión de la litosfera oceánica en el manto profundo se llama subducción. En
el borde continental que recibe el empuje de la placa oceánica se elevan los
relieves de las grandes cordilleras del borde occidental Norteamericano y
suramericano.
Fosa oceánica
b2) También existen zonas de subducción de litosfera oceánica bajo litosfera
oceánica, y no solo cuando se enfrenta a continente. En este caso el magmatismo
se manifiesta en la formación de archipiélagos volcánicos con forma de arco.
Fosa oceánica
Tanto en un caso como en otro,
se forman en superficie fosas
oceánicas, es decir, líneas
cercanas a la costa o a los arcos
insulares donde la profundidad
del océano se incrementa hasta
un máximo de unos 11 000
metros.
b3) Igualmente existen contactos que comenzaron siendo de oceánica contra
continental pero que, al consumirse del todo la litosfera oceánica, llegaron a
poner en contacto dos masas continentales, como sucedió entre la India y el
continente asiático. En este caso los sedimentos marinos, con gran cantidad de
fósiles, se comprimen entre las dos masas continentales, se pliegan y se elevan
formando parte de grandes cordilleras como la del Himalaya. Aquí cesa la
subducción y aparece una nueva situación de colapso continente contra
continente llamada obducción continental.
c) Existen contactos entre placas donde no se crea ni se destruye litosfera sino
que se produce un rozamiento lateral que genera una fuerte sismicidad. A este
tipo de límite se le llama borde pasivo, y a las fallas donde los bloques de roca
rozan así lateralmente se las llama fallas transformantes.
También en las dorsales oceánicas encontramos fallas transformantes que se
generan como resultado de la aparición de fracturas transversales que hacen que
el rift medioceánico quede fragmentado en trozos que quedan desplazados:
El movimiento resultante se aprecia en la siguiente animación:
http://www.wwnorton.com/college/geo/animations/transform_faulting.htm
6. Localiza en el siguiente mapa todos los tipos de borde descritos
7. ¿Dónde hay archipiélagos en forma de arco?
8. Di a qué tipo de borde corresponde cada uno de los siguientes términos:
a) obducción
b) acreción
c) arco de islas volcánicas
d) fosa oceánica e) dorsal
f) falla transformante
g) subducción
h) zona de Benioff
9. Explica cuál es el origen del magma en los bordes constructivos y en los
destructivos.
10.
¿Por qué crees que se forman fosas oceánicas en determinados
lugares?
11.
Explica detalladamente qué está sucediendo en el siguiente
esquema. ¿De que tipo de borde se trata? ¿por qué lo sabes?
En la situación de la ilustración precedente observamos el inicio de la formación
de un borde constructivo continental. En él se produce un empuje del magma
subyacente que va a provocar una elevación inicial de la litosfera continental y
unos primeros fenómenos de volcanismo. Al mismo tiempo, y a ambos lados de la
salida magmática, la corteza continental comienza a desplazarse en direcciones
opuestas. Este desplazamiento va a provocar una sucesión de fallas de distensión
y un progresivo adelgazamiento de la litosfera continental.
El siguiente paso de esta secuencia es la aparición de nueva litosfera de tipo
oceánico por la solidificación de los materiales ascendentes del manto y la
formación de un océano incipiente a partir del momento en que el agua de los
mares circundantes empiece a ocupar un espacio que, aun estando en medio del
continente, está por debajo del nivel del mar.
Esto está sucediendo en África oriental en un proceso de separación del llamado
"cuerno de África" que se completará en los próximos millones de años (plazo
indeterminado).
http://www.wwnorton.com/college/geo/animations/the_process_of_rifting.htm
Además de todos los fenómenos asociados a los bordes de las placas, también hay
actividad geológica en puntos centrales de las placas tectónicas que se pone de
manifiesto por fenómenos de volcanismo de punto caliente. Este fenómeno
consiste en el ascenso de una "pluma" o columna de magma del manto profundo
que, al toparse con la litosfera oceánica, abre brecha y origina una salida de
magma que se va acumulando sobre el fondo oceánico hasta emerger como isla
volcánica.
Como el fondo oceánico lleva su movimiento de deriva, al cabo de unos miles de
años ya hay una nueva porción de litosfera situada encima de la pluma, con lo
cual aparece otra isla volcánica, y así sucesivamente formándose una cadena de
islas donde las más antiguas no tienen ya actividad y presentan un relieve
desgastado por la erosión, mientras que las más recientes son plenamente activas.
En toda esta descripción de la dinámica de las placas litosféricas hemos visto que
algunas de dichas placas son completamente oceánicas (Nazca, Filipina), otras son
completamente continentales (Iránica) y otras, la mayor parte, son mixtas
(Africana, Suramericana, Indoaustraliana...)
CAUSAS DEL MOVIMIENTO DE LAS PLACAS
Se acepta que el calor interno de la Tierra, producido por radiactividad natural,
es la causa del movimiento de las placas.
Este calor interno produce las llamadas corrientes de convección del manto que
conducen la energía térmica desde la profundidad de la Tierra a la superficie y
son la fuerza responsable de la actividad de las placas litosféricas. En estas
corrientes, las rocas calientes, casi en su punto de fusión, ascienden, y el
material más frío y denso se hunde. Las corrientes ascendentes corresponden a los
límites divergentes, y las descendentes, a los límites convergentes.
Actualmente se duda entre la existencia de dos zonas de convección -una en la
astenosfera y otra que ocupa el resto del manto- o la presencia de grandes células
de convección en todo el manto.
Además de las células de convección, también se producen plumas de material
caliente que se originan cerca del límite manto-núcleo (2900 km de profundidad)
y originan los llamados puntos calientes.
También hay que considerar como un motor de la tectónica de placas la gravedad
que "tira" de los bordes de litosfera oceánica que se hunde oblicuamente en las
zonas de subducción.
http://www.bioygeo.info/Animaciones/Conveccion3.swf