DINÀMICA DINÀMICA SUPERFICIAL DE SUPERFICIAL DE LA TERRA (II)LA TERRA (II)

1. ELS PROCESSOS GEOLÒGICS

2. PROCESSOS GEÒLOGICS EXTERNS

2.1. Meteorització

2.2 Erosió i transport

2.3 Sedimentació

2.4 Diagènesi

3. PROCESSOS GEÒLOGICS INTERNS

3.1. La teoria de la Tectònica de Plaques

3.2. Les deformacions de les roques

3.3. Els plecs

3.4. Fractures: diàclasis i falles

DINÀMICA SUPERFICIAL DE LA TERRA

3. ELS PROCESSOS GEOLÒGICS INTERNS

Els canvis en la superfície de la Terra també són deguts a processos que tenen lloc en el seu interior, que se coneixen com a processos geològics interns.

Es desenvolupen com a conseqüència d'una font energètica bàsica:• La calor interna del planeta.

Aquests canvis poden ser :• Lents, de l’ordre de milions d’anys :

com ara el desplaçament dels continents, la formació de serralades i les deformacions (plecs i falles), així com la formació de roques ígnies (magmatisme) i metamòrfiques (metamorfisme).

• Poden ser ràpids i bruscos, que acostumen a tenir conseqüències catastròfiques, com els volcans o els terratrèmols.

3.1 LA TEORIA DE LA TECTÒNICA DE PLAQUES

La Teoria de la tectònica de plaques agrupa de forma coherent tota una sèrie de processos geològics (orogènesi, activitat volcànica, deformació de les roques, erosió, terratrèmols etc)

La Tectònica de plaques pren com a base la teoria de la deriva continental.

En ella suggeria que fa aproximadament 200 milions d'anys hi hagué una única massa continental anomenada Pangea (pan =tot, gea =terra) que començà a dividir-se en fragments que se n'anaren allunyant els uns dels altres fins arribar a la posició actual.

La teoria de la deriva continental

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

Les teories de Wegener foren majoritàriament refusades perquè no explicaven quin era el motor de tots aquests moviments i van oblidar-se fins que als anys 60 van tornar a ser considerades i acceptades.

3.1 LA TEORIA DE LA TECTÒNICA DE PLAQUES

3.1 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 sorprés 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.

La paraula tectònica ve de l’arrel grega “construir”; l’expressió tectònica de plaques vé a dir que la Terra està construïda per plaques.

Aquesta teoria de tectònica de plaques 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 que presenten un moviment relatiu entre elles com a conseqüència de trobar-se per damunt d’un material més calent i plàstic, l’astenosfera.

3.1 LA TEORIA DE LA TECTÒNICA DE PLAQUES

Recordes com és l’interior de la Terra?

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.

3.1 LA TEORIA DE LA TECTÒNICA DE PLAQUES

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).

3.1 LA TEORIA DE LA TECTÒNICA DE PLAQUES

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

1. Límits divergents o constructius:les plaques se separen.

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

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

LÍMITS ENTRE PLAQUES

Els processos endògens com l'activitat volcànica, els terratrèmols o l'orogènesi es manifesten en la seua 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 serralades recents.

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

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

A 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 oceànica.

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 dues plaques oceàniques

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

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 placa oceànica i placa oceànica

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

La formació de l'Himàlaia es va produir

per la col·lisió de la massa continental de

l'Índia contra el marge sud de la placa Euroasiàtica

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

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.

3.2 LES DEFORMACIONS DE LES ROQUES

Els moviments de les plaques litosfèriques afecten les roques que les componen, sobretot les que es troben a les seves vores. Aquestes roques es veuen sotmeses a forces que, en funció de la seva intensitat, els hi produiran deformacions.Bàsicament hi ha tres tipus de forces: forces de compressió, forces de tensió o distensió i forces de cisalla.

A les zones convergents de les plaques o zones de subducció. S'originen les noves serralades i a nivell més local les falles inverses i els plecs.

En produeix l'estirament i aprimament de la litosfera. Originen falles normals.

Formen falles transformants. Es donen en les vores passives de les plaques litosfèriques i en les falles transformants de les dorsals.

3.3 ELS PLECS

Les estructures tectòniques més freqüents que es donen com a conseqüència d'una deformació contínua plàstica (resultat de l'acció de les forces de compressió ) horitzontals són els plecs.Els plecs suposen una disposició ondulada dels materials rocosos.

Els plecs es poden classificar seguint diversos criteris que no sempre són excloents:•Segons la seva forma general, els plecs poden ser antiformes, quan tenen forma de cúpula, i sinformes, quan tenen forma de "V".•Segons l'antiguitat dels materials que ocupen el nucli, poden ser anticlinals, quan al nucli hi ha els materials més antics, i sinclinals, quan al nucli hi ha els materials més moderns. Generalment, els anticlinals són alhora antiformes i els sinclinals sinformes.•Segons la inclinació de la superfície axial, poden ser rectes, quan la superfície axial és vertical o quasi, inclinats, quan la superfície axial és inclinada, i ajaguts quan la superfície axial es horitzontal o quasi.

3.3 ELS PLECS. CLASSIFICACIÓ DELS PLECS

Plegament de Campodola-Leixazós (Oviedo).

La deformació es va produir entre fa 350 i 300 milions d'anys.

3.3 ELS PLECS

3.4 LES FRACTURES: FALLES I DIÀCLASIS

Són estructures tectòniques que es produeixen com a conseqüència d'una deformació discontínua fràgil.

Les diàclasis són trencaments sense desplaçament dels blocs resultants de la fractura.  

A les falles els blocs resultants de la fractura es desplacen l'un respecte de l'altre. El valor del desplaçament s'anomena salt de falla. Aquestes estructures poden ser produïdes per forces de tensió o de compressió.  

FALLES NORMALSFALLES INVERSES

FALLES TRANSFORMANTS

Podem distingir els elements següents: •El pla de falla: és el pla o superfície de lliscament entre els dos blocs resultants. •Els llavis de falla: són les vores dels blocs resultants. •El salt de falla: és els desnivell entre els dos blocs.

3.4 LES FALLES

Les falles poden ser de mides molt diverses, poden ser petites com les que es produeixen en els talussos de les carreteres, o molt grans com la Falla de Sant Andrés a California, amb un desplaçament de centenars de quilòmetres i en realitat formada per nombroses falles interconectades entre elles. Els moviments sobtats al llarg de les falles són causa de molts dels grans terratrèmols que es produeixen a la Terra.

3.4 LES FALLES i els terratrèmols