Unidad 2 - Tectónica de placas (completa)

UNIDAD 2. TECTÓNICA DE PLACAS“SI VIVIERAMOS EN UN PLANETA DONDE NUNCA CAMBIA NADA, HABRÍA POCO QUE HACER. NO HABRÍA NADA QUE EXPLICARSE. NO HABRÍA ESTÍMULO PARA LA CIENCIA” CARL SAGAN

Ciencias para el mundo contemporáneo

1º Bachillerato

1. El nacimiento de las Ciencias Geológicas.2. Modelo estático del interior de la Tierra.3. Tectónica de placas: la superficie

cambiante.4. Volcanes: montañas de fuego.5. Seísmos: cuando la Tierra tiembla.6. Dorsales oceánicas: expansión del fondo

oceánico.7. Zonas de subducción: colisión entre placas.8. Deriva continental: el puzzle en acción.9. Tectónica de placas, ciencia y sociedad.

1. EL NACIMIENTO DE LAS CIENCIAS GEOLÓGICAS

Desde la aparición de las Ciencias Geológicas se han sucedido numerosas tendencias que han intentado explicar la dinámica del planeta Tierra, aunque los movimiento más importantes son el catastrofismo y el uniformismo (actualismo).

- Catastrofismo (Cuvier, finales S. XVIII): explicó la formación de los fósiles y la forma actual del planeta Tierra por la acción de sucesivas catástrofes, como el diluvio universal.

- Uniformismo (Lyell, S. XIX): Las fuerzas naturales actuaron en el pasado de manera uniforme y son las misma que operan en la actualidad (“el presente es la clave del pasado”).

Más recientemente (finales S. XIX) aparecen las teorías fijistas (verticalistas) que solo admiten movimientos verticales de la corteza terrestre, y las teorías movilistas (horizontalistas) que se basan en movimientos horizontales en bloque de la corteza.

La teoría de la tectónica de placas es una teoría que aparece de la suma de distintas aportaciones científicas y explica la dinámica terrestre de forma global. Es la teoría geológica más avanzada y, en su momento, supuso una auténtica revolución.


Antecedentes de la teoría de la tectónica de placas:

- Hipótesis de la deriva continental (Wegener, 1912): Propuso que inicialmente los continentes formaban un único supercontinente (Pangea) que se fragmentó y desplazó, dando lugar a los actuales continentes. Aportó numerosas pruebas, pero no pudo demostrar el mecanismo de ese movimiento continental.

- Teoría de las corrientes de convección de manto (Holmes, 1945): Esas corrientes serían las causantes del movimiento de los continentes. No lo demostró experimentalmente.

- Hipótesis de la expansión del fondo oceánico (Hess, 1962): Tras el desarrollo del sónar en la Segunda Guerra Mundial, descubre estructuras como las dorsales, donde se forma nueva corteza que se desplaza (expansión del fondo) y se destruye en las zonas de subducción.


2. MODELO ESTÁTICO DEL INTERIOR DE LA TIERRA

Modelo estático: El planeta Tierra sería una enorme estructura rocosa compuesta por capas concéntricas (corteza, manto y núcleo) separadas por discontinuidades que representan diferencias en la composición química y/o mineralógica, así como en el estado físico.

Estructura de la Tierra:- Corteza: continental y oceánica.- Discontinuidad de Mohorovicic.- Manto: superior e inferior.- Discontinuidad de Gutenberg.- Núcleo: externo e interno.- Discontinuidad de Wiechert – Lehman.

PERFORACIÓN SUPERPROFUNDA DE KOLA

Perforación de Kola (1970 - 1992): 12.262 m (180º)

Corteza: Capa más externa (35 km espesor medio), formada por silicatos.

- C. continental: Conjunto de rocas de diverso tipo, abunda el granito. Espesor máximo 70 km.

- C. oceánica: Espesor medio de 10 km. Abundan los basaltos.

- Discontinuidad de Mohorovicic.


Manto: Formado fundamentalmente por peridotitas (olivino). Presión y temperatura elevadas que dan lugar a zonas de transición de minerales.

- Manto superior- Discontinuidad de Repetti, 670 km (realmente es

una zona de transición)- Manto inferior- Discontinuidad de Gutenberg (2900 km) Núcleo:- N. externo: Líquido (hierro y níquel)- Discontinuidad Wiechert – Lehman (5170 km)- N. interno: Sólido (cristales de aleación Ni-Fe)- Centro de la Tierra: 6370 km


3. TECTÓNICA DE PLACAS: LA SUPERFICIE CAMBIANTE

¿Qué ideas nos aporta la teoría de la tectónica de placas?

- Corteza y parte superior del manto = LITOSFERA (espesor medio de 100 km)

- Litosfera: Capa discontinua, fragmentada en trozos (placas litosféricas) que encajan entre sí.

- Según los materiales que las constituyen las placas litosféricas pueden ser oceánicas, continentales o mixtas.

- Los límites o bordes de placa pueden ser de tres tipos: divergentes o constructivos (dorsales), convergentes o destructivos (zonas de subducción y colisión), o pasivos o transformantes (fallas transformantes)

¿Qué ideas nos aporta la teoría de la tectónica de placas?

- Las placas litosféricas se deslizan sobre los materiales del manto como consecuencia de la acción del calor interno de la Tierra (corrientes de convección) y el tirón gravitatorio que ejercen las placas al hundirse en las zonas de subducción.

3. TECTÓNICA DE PLACAS: LA SUPERFICIE CAMBIANTE

Para comprenderlo mejor veamos los siguientes videos: http://ccmcontemporaneo-elena.blogspot.com

FENÓMENOS GEOLÓGICOS RELACIONADOS CON LOS BORDES DE LAS PLACAS LITOSFÉRICAS

BORDES DIVERGENTES O CONSTRUCTIVOS:- En este tipo de bordes encontramos las dorsales oceánicas

(relieves submarinos de intensa actividad volcánica).- A través de las dorsales aflora material del manto (magma) que

se enfría y solidifica dando lugar a rocas tipo basalto. Estas rocas forman nueva corteza oceánica a ambos lados de la dorsal.

- Las dorsales se ven interrumpidas por fallas transformantes, responsables de gran cantidad de seísmos.

BORDES CONSTRUCTIVOS: DORSALES OCEÁNICAS

BORDES CONVERGENTES O DESTRUCTIVOS: Son las zonas de subducción y de colisión.

- Las zonas de subducción o fosas oceánicas son zonas donde la litosfera oceánica se hunde (subduce), fundiéndose y formando magma que pasa a formar parte del manto.

- El plano inclinado que describen las placas al subducir se denomina plano de Benioff.

- Son zonas de gran actividad sísmica y volcánica.


BORDES CONVERGENTES O DESTRUCTIVOS

Fosa de las Marianas

BORDES PASIVOS O TRANSFORMANTES:- Ni se crea ni se destruye litosfera.- Son desgarres que aparecen en zonas sometidas al movimiento de

las placas.- Se encuentran en los bordes de las placas litosféricas y en las

dorsales oceánicas.- Generan actividad sísmica, pero no volcánica.



Una falla muy activa en la Región de Murcia es la de Alhama de Murcia, localizada entre el norte del valle del Guadalentín y Puerto Lumbreras. Permanece en movimiento casi continuamente, provocando pequeños movimientos. Lo que, a pesar de los daños que se producen en las edificaciones, es buena señal porque así la energía se libera poco a poco.

Otra más dormida y peligrosa es la falla de Bullas-Cádiz-Alicante. Esta ha permanecido inactiva durante mucho tiempo y despertó de manera enérgica el 2 de diciembre de 1999 con el terremoto de Mula y, más cercano en el tiempo, el 6 de agosto de 2002 con el de la pedanía de La Paca (Lorca, 4’6º).

Una última también activa, aunque en una dirección distinta a la de las anteriores, es la de la Vega Media del Segura (Lorquí, Ceutí, Molina de Segura y Las Torres de Cotillas).

EL MOVIMIENTO DE LAS PLACAS

El desplazamiento de las placas litosféricas se debe a dos fenómenos:

- Tirón gravitatorio de la litosfera en las zonas de subducción. La capa que subduce tira del resto de la litosfera y una vez en el manto desciende hasta la capa D y provoca el ascenso de materiales calientes hacia la superficie.

- Calor interno de la Tierra en la capa D, que escapa en forma de plumas de magma con un origen profundo, ascendiendo a superficie y generando los puntos calientes (actividad volcánica).

EL MOVIMIENTO DE LAS PLACAS

TEORÍA DE LA TECTÓNICA DE PLACAS: UNA TEORÍA GLOBAL

Los grandes fenómenos geológicos tienen una explicación conjunta y son motivados por una causa común: el desplazamiento de las placas litosféricas.

- Seísmos- Volcanes- Formación de montañas- Expansión de los océanos- Deriva de los continentes- Yacimientos minerales y petrolíferos.

TEORÍA DE LA TECTÓNICA DE PLACAS: UNA TEORÍA GLOBAL

VOLCANES: MONTAÑAS DE FUEGO

Los volcanes se forman cuando el magma procedente del manto asciende hasta la superficie a través de las fisuras de la litosfera, se enfría y da lugar a erupciones de gases, productos sólidos (piroclastos) y coladas de roca fundida denominada lava. Aparecen en los puntos calientes, en las dorsales y en las zonas de subducción (veremos los tres casos).

Magma: Mezcla que se encuentra a temperatura elevada, compuesta por roca fundida y gases. Cuando se enfría y solidifica da lugar a las rocas magmáticas o ígneas.

Vulcanismo en puntos calientes:

- Existen dos posibilidades principalmente:

- Formación de cadenas de volcanes o de islas volcánicas alineadas: Islas Hawaii.

- Aparición de un rift continental: Rift Valley (África)


Vulcanismo en las dorsales oceánicas:- Son volcanes de fisura, la lava fluye

tranquilamente en forma de coladas y cuando se enfría pasa a constituir nueva litosfera oceánica.


Vulcanismo en las zonas de subducción:

- P. oceánica – P. oceánica = Archipiélago de islas en forma de arco (Filipinas).

- P. oceánica – P. continental = Arco volcánico continental + Cordillera (Andes).

- Erupciones de mayor violencia


ERUPCIONES VOLCÁNICAS

Erupción volcánica: Conjunto de fenómenos que tiene lugar cuando el magma alcanza la superficie terrestre.

1. Magma que asciende a la superficie.2. Estancamiento en cámara magmática.3. Separación de los gases de la mezcla.4. Aumento de la presión, empuje del magma.5. Ascenso a través de la chimenea.6. Salida a través del cráter.

Productos del magma:1. Magma fluido: Dorsales

y puntos calientes, pocos gases, forma coladas de lava. Erupciones tranquilas.

2. Magma viscoso: Alto contenido en gases, en zonas de subducción. Explosiones violentas con lanzamiento de fragmentos sólidos llamados piroclastos (cenizas, lapilli, bombas volcánicas)

ERUPCIONES VOLCÁNICAS

ESTRUCTURAS ASOCIADAS A LOS VOLCANES

Roque Nublo (Gran Canaria) Géiser (Parque de Yellowstone) Caldera de Timanfaya (Lanzarote)

PELIGROSIDAD DE LOS VOLCANES

Índice de explosividad volcánica: Depende de la cantidad de material emitido y de la altura que alcanza la columna de gases y piroclastos.

Volcán Teneguía (La Palma, 1971)

VULCANISMO EN LA REGIÓN DE MURCIA

Volcán del Cabezo Negro (Tallante) Islas del Mar Menor El Carmolí Cabezo de San Ginés Fortuna, Archena, Mazarrón y otras zonas

termales

LA ERUPCIÓN DE MONT PELÉE

1902 – La Martinica (Antillas francesas) Jueves 1 de mayo: Lanzamiento de cenizas Viernes 2 de mayo: Fumarolas, lluvia de

cenizas, mantos de lodo caliente. Los cónsules y su personal deciden zarpar fuera de la isla.

Sábado 3 de mayo: Los ríos se desbordan contaminados por restos de cadáveres de animales. La población comienza a buscar refugio. Alcalde y gobernador intentan calmar a los ciudadanos insistiendo en que no pasa nada.

Domingo 4 a miércoles 7 de mayo: Lanzamiento masivo de piroclastos y fumarolas. Los insectos y seres vivos más resistentes huyen de la catástrofe atravesando las calles de la ciudad y aterrorizando a los ciudadanos.

Coladas de barro que alcanzan el mar y provocan una fuerte marejada, destrozando barcos amarrados a su paso.

Aumenta el número de refugiados en la ciudad principal, por lo que escasean los alimentos.

Jueves 8 de mayo: Erupción cataclísmica, con columna de piroclastos de 10 km de altura. Los materiales cubrieron por completo la isla hasta llegar al mar en menos de media hora.

Aproximadamente 30000 personas murieron asfixiadas o incineradas.

Ningún edificio quedó en pie. Desaparecieron barcos próximos a la costa con

su tripulación.


Con seguridad se sabe que sobrevivieron dos personas: un zapatero que se encontraba en un sótano y un obrero preso en una celda que fue cubierta por la ceniza y que lo protegió del calor exterior.

Los servicios de rescate llegaron 4 días más tarde en búsqueda de supervivientes.

El volcán pasó de tener más de 1500 m de altura a 300 m.

Es una de las erupciones volcánicas más violentas del S. XX, similar a la erupción de Pompeya en el año 79.

También fueron importantes las del monte Pinatubo (1991, Filipinas) y monte Santa Helena (1980, Washington)


SEÍSMOS: CUANDO LA TIERRA TIEMBLA

¿Qué es un seísmo?: Es una liberación brusca de la energía acumulada en el interior de la Tierra a través de fracturas en las rocas.

Aparecen en los tres tipos de borde de placa que hemos visto.

Terremoto (en los continentes) y maremoto (en los océanos).

La energía se libera en forma de ondas sísmicas, que se originan en el hipocentro y se reflejan en la superficie terrestre en el epicentro. Podemos registrarlas empleando sismógrafos.

ONDAS SÍSMICASONDAS SÍSMICAS:- Ondas superficiales: Ondas L o lentas,

se generan al alcanzar la superficie terrestre las ondas internas.

- Ondas internas: Pueden ser de dos tipos.a. Ondas P o primarias: Se propagan por

todos los medios, son las primeras en registrarse. Son ondas de compresión.

b. Ondas S o secundarias: No se propagan en medios fluidos. Generan movimientos transversales de los materiales que atraviesan.



Magnitud e intensidad de un seísmo:

- Utilizamos dos escalas principalmente.

A. Escala de Richter: Mide la magnitud de un terremoto (cantidad de energía liberada). El valor máximo alcanzado en de 9,5º en Chile (1960).

B. Escala de MSK: Consta de 12 grados, mide la intensidad del terremoto, es decir, sus efectos sobre las personas, construcciones y terreno. El grado variará en función de la zona.

DORSALES OCEÁNICAS:EXPANSIÓN DEL FONDO

OCEÁNICO Las dorsales son bordes de placa divergentes o

constructivos, en ellos se produce la expansión del fondo oceánico.

Etapas de la apertura y expansión del océano:

1. Pluma de magma ascendente – Choque con la litosfera – Abombamiento (domo térmico)

2. Proceso de rifting – Adelgazamiento de la litosfera – Fracturación en punto triple.

3. Fallas escalonadas – Hundimiento de la zona central del punto triple (rift o fosa tectónica).

4. Fase del Mar Rojo (dorsales de mediana edad): unión de los rifts formados por 2 o más puntos triples.

5. Fase atlántica (dorsal madura): expansión del fondo oceánico.

DORSALES OCEÁNICAS:EXPANSIÓN DEL FONDO

OCEÁNICO

ZONAS DE SUBDUCCIÓN:COLISIÓN ENTRE PLACAS

Zonas de subducción (bordes destructivos o convergentes)

- Intensa actividad sísmica y volcánica.- Estructuras asociadas: fosas oceánicas (Fosa de las

Islas Marianas), archipiélagos de islas en forma de arco (Islas Filipinas) y cordilleras u orógenos (Andes).

Subducción:- Litosfera oceánica – Litosfera oceánica:

fosa oceánica y archipiélagos de islas en forma de arco (vulcanismo y sismicidad).

- Litosfera oceánica – Litosfera continental: fosa oceánica y cordillera u orógeno pericontinental (vulcanismo y sismicidad).


Colisión intercontinental:- Choque entre placas mixtas, que da lugar a la formación de

cordilleras u orógenos intercontinentales (Himalaya, Alpes).- En este caso no hay vulcanismo, solo sismicidad (no hay fisuras

que permitan el ascenso de magma a la superficie).


DERIVA CONTINENTAL:EL PUZZLE EN ACCIÓN

Wegener (1912): Hipótesis de la deriva continental sobre el desplazamiento de los continentes.

- Los continentes se mueven a la deriva como barcos sobre el manto.

- Tuvo muchas críticas por la dificultad para explicar cuáles eran las fuerzas que provocaban los movimientos de los continentes (aún no se conocía la convección en el manto, etc).

- Aportó pruebas consistentes, la mayoría se aceptaron y se siguen aceptando como verdaderas en la actualidad.

Pruebas paleontológicas: Fósiles que aparecen en distintos continentes que actualmente se encuentran separados.

Pruebas geográficas: Acoplamiento casi perfecto de las plataformas continentales a ambos lados del Atlántico.

Pruebas geológicas: Continuidad de las cadenas montañosas y depósitos rocosos entre la Antártida, Sudamérica y África.

Pruebas paleoclimáticas: Distribución de los depósitos glaciares.



Pruebas paleontológicas:


Pruebas geográficas y paleoclimáticas:


Pruebas geológicas: distribución de los depósitos de diamantes

EL CICLO DE WILSON

Es un ciclo evolutivo que explica la apertura y el cierre de las cuencas oceánicas y los cambios en la distribución de los continentes, basado en la teoría de la tectónica de placas.

TECTÓNICA DE PLACAS,CIENCIA Y SOCIEDAD

Suministro de recursos (energéticos, minerales) Riesgos geológicos Impactos ambientales

Recursos generados por la dinámica interna terrestre:

- Yacimientos minerales: En zonas de elevada actividad magmática (zonas de subducción, puntos calientes y dorsales). Ejemplo: yacimientos de cobre en Chipre (antigua dorsal).

- Combustibles fósiles: Carbón, petróleo y gas natural. Ejemplo: Yacimientos petrolíferos del Golfo Pérsico (etapa de rifting).

- Energía geotérmica: Utiliza el calor interno terrestre en zonas de gran actividad volcánica. Ejemplo: Islandia.

- Suelos fértiles: En regiones volcánicas donde los suelos están enriquecidos. Ejemplo: Islas Canarias.

TECTÓNICA DE PLACAS,CIENCIA Y SOCIEDAD

RECURSOS GENERADOS POR LA DINÁMICA TERRESTRE

RIESGOS ASOCIADOS A LA DINÁMICA INTERNA TERRESTRE

Riesgo volcánico: poblaciones próximas a zonas volcánicas que aprovechan suelos fértiles para asentarse.

Riesgo sísmico: peligrosidad de las ondas L.

IMPACTOS AMBIENTALES GENERADOS POR LA DINÁMICA INTERNA TERRESTRE

Actividad volcánica:- Emisión de gases que intensifican el efecto

invernadero.- Lanzamiento de cenizas (cambios climáticos,

descenso de temperaturas)- Posibilidad de contribución a las extinciones

masivas.

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