2A La dinámica litosférica Esquema El calor interno de la Tierra El movimiento de los continentes Evidencias de la deriva continental Origen del calor interno de la Tierra Mapas de sismicidad Dorsales oceánicas Extensión del fondo oceánico Placas litosféricas Separación de las placas litosféricas Subducción Bordes de placa Movimientos de las placas litosféricas Actividad en los bordes de placa Bordes de placa convergentes Orógenos de colisión en España Dinámica sublitosférica Procesos intraplaca 1. Origen del calor interno de la Tierra Hace 4 600 millones de años Hace 4 000 millones de años Corteza Actualidad Hundimiento de materiales metálicos Núcleo externo fundido Corteza sólida Núcleo interno sólido (5 000 ºC) Meteoritos Manto Aumento de tamaño Formación del núcleo Océano Manto sólido Procesos debidos al calor interno de la Tierra Vulcanismo Deriva continental Isostasia Terremotos Reciclado de la corteza basáltica 3. Evidencias de la deriva continental Alfred Wegener propuso que hace unos 300 millones de años, todos los continentes habían formado una única masa continental, que posteriormente se había fragmentado y dispersado. Wegener llamó Pangea a ese supercontinente. Propuso que los continentes se desplazaban sobre otra capa más densa de la Tierra que conformaba los fondos oceánicos y se prolongaba bajo ellos. • No consiguió probar la causa del desplazamiento; fuerza centrífuga terrestre y fuerzas mareales • No acertó con el empleo del término continente (placa litosférica). • Para él los continentes se desplazaban sobre el fondo oceánico que era único para todo el planeta. Pruebas geográficas Pruebas paleontológicas Pruebas geológicas Pruebas paleoclimáticas 3.1. Pruebas Geográficas Los bordes de los continentes encajan entre sí como las piezas de un puzle. Aunque en una primera aproximación el encaje parecía muy imperfecto, si se tomaba el borde de la plataforma continental en vez de la actual línea de costa, el encaje era prácticamente perfecto. Encaje de los continentes, tomando como límite el borde de la plataforma continental. 3.2. Pruebas geológicas La edad de las rocas graníticas de África y Suramérica son coincidentes y sus afloramientos se continúan de un continente a otro 3.3. Pruebas paleoclimáticas Wegener analizó los depósitos glaciares, las tillitas*, y las estrías dejadas por el paso de los glaciares en Suramérica, África, la India, la Antártida y Australia. Si se disponían los continentes juntos formando una Pangea, aquella distribución de las tillitas se correspondía con un casquete glaciar que se habría formado en el hemisferio sur durante el Carbonífero. Posición del casquete glaciar que había ocupado el hemisferio sur a finales del Carbonífero. Con la posición actual de los continentes era imposible explicar las huellas de la erosión glaciar. 3.4. Pruebas paleontológicas Desde el siglo XIX se conocían especies fósiles que se encontraban a ambos lados del Atlántico, como Glossopteris, Lystrosaurus, Mesosaurus y Cynognathus. Al reunir los continentes, formando Pangea, estas extrañas distribuciones biogeográficas dejaban de ser un enigma. Lystrosaurus Glossopteris Cynognathus Mesosaurus Especies fósiles cuya distribución biogeográfica resultaba inexplicable a menos que los continentes hubieran estado unidos hace entre 350 y 250 millones de años. 4.1 Evidencias posteriores. Las dorsales oceánicas Tipo de materiales Dorsal oceánica (origen volcánico – no sedimentos) Materiales más modernos Edad de los materiales Materiales más antiguos Bandas con magnetismo remanente normal Paleomagnetismo Bandas con magnetismo remanente invertido 4.2 Evidencias posteriores. Extensión del fondo oceánico Teoría de Extensión del Fondo Oceánico (1962): Las dorsales son fracturas de la litosfera por las que escapa el material del manto en forma de coladas de lava basáltica, que al solidificarse, produce nueva corteza oceánica que empuja hacia ambos lados, obligando al océano a hacerse cada vez más ancho, y a los continentes a separarse. Dorsales. Zonas más recientes Zonas más antiguas 5. Las Placas litosféricas Dorsal oceánica PLACA NORTEAMERICANA Zonas de subducción y colisión continental PLACA EUROASIÁTICA PLACA NORTEAMERICANA PLACA ÍNDICA PLACA FILIPINA PLACA PACÍFICA PLACA DE COCOS PLACA AFRICANA PLACA AUSTRALIANA PLACA DE NAZCA PLACA SURAMERICANA PLACA ANTÁRTICA PLACA DE NAZCA 5. Las placas litosféricas La litosfera terrestre se encuentra dividida en fragmentos de diverso tamaño denominados placas litosféricas que se desplazan de forma independiente y a distinta velocidad. • Según su tamaño pueden ser macroplacas o microplacas • Según su composición pueden ser placas continentales, oceánicas o mixtas. Separación de las placas litosféricas - Litosfera oceánica: Compuesta por corteza oceánica (basalto) y manto. Su grosor y densidad aumenta al alejarse de la dorsal. Su densidad aumenta lo suficiente como para poder hundirse en la astenosfera. Edad máxima de materiales 190 m.a. - Litosfera continental: Compuesta por corteza continental (granito) y manto. Su grosor es mayor que la oceánica pero su densidad es menor y constante lo que impide su hundimiento. 1 Cerca de la dorsal la litosfera es delgada y está caliente, por lo que su densidad es baja. 3 A medida que se aleja de la dorsal, la litosfera va aumentando su densidad, al estar el manto litosférico más frío y contraído. 2 4 Al alejarse, el manto litosférico se enfría y se engrosa con más material del manto sublitosférico. El aumento de densidad produce un hundimiento progresivo de la litosfera oceánica, llamado subsidencia térmica. 6. Bordes de Placa. Subducción En la dorsal se produce nueva corteza que queda adherida al manto superior y forma una litosfera inicialmente delgada, caliente y poco densa. Al alejarse, la litosfera oceánica se hace más densa y se produce subsidencia. Aparecen fracturas en la zona de contacto entre la litosfera oceánica y la continental. La litosfera oceánica se separa de la continental y comienza a subducir en el manto. Esta subducción incrementa la velocidad de la placa oceánica. Borde destructivo - Subducción Bordes constructivos y bordes pasivos ( Dorsales y fallas transformantes) Dorsal Falla transformante 7. Movimientos de las placas litosféricas Los agentes geológicos erosionan y quitan peso a la litosfera Movimientos verticales Ascenso isostático Subsidencia El peso de los sedimentos produce subsidencia Movimientos horizontales Movimiento divergente Movimiento convergente Movimiento de cizalla Causas del movimiento horizontal de las placas Deslizamiento gravitatorio de las placas oceánicas. La dorsal oceánica está levantada por la presión que ejerce el manto sublitosférico, mientras que las zonas más alejadas de la dorsal están hundidas debido a la subsidencia térmica. Esto facilita el movimiento de las placas oceánicas a favor de la gravedad. Extensión de fondo oceánico. Los magmas basálticos ejercen presión al salir por la dorsal, y obligan a las placas oceánicas a separarse. Los continentes son empujados pasivamente por las placas oceánicas a medida que el océano se hace más ancho. Subducción. El aumento de densidad que experimenta una placa oceánica al subducir, tira de ella y facilita su deslizamiento desde la dorsal. 8. Actividad en los bordes de placa. Ejemplos página 295 Dorsales oceánicas con vulcanismo intenso Vulcanismo en zonas de subducción Formación de relieves Sismicidad en zonas de rozamiento de placas Fallas transformantes Deformaciones de las rocas Metamorfismo Magmatismo 9. Bordes de placa convergentes Convergencia entre dos placas continentales Convergencia entre dos placas oceánicas Los arcos de islas como Filipinas y Japón, presentan un intenso vulcanismo. Convergencia entre litosfera oceánica y continental La cordillera del Himalaya se ha formado como consecuencia de la colisión del continente indio contra el continente asiático. La cordillera de los Andes es el resultado del engrosamiento de la litosfera Suramericana. 9.1 Convergencia entre dos placas oceánicas Mar de Japón Arco de islas de Japón Fosa de Japón (pocos sedimentos y mucha profundidad) China Corteza continental La cresta de la placa asiática tendrá vulcanismo y sismicidad Océano Pacífico Manto litosférico La zona de subducción se establecerá en el borde del continente asiático Manto sublitosférico Corteza oceánica Fusión parcial de la corteza oceánica subducida Situación del archipiélago japonés en la actualidad La corteza subduce con una pendiente muy acusada Posible situación del archipiélago japonés dentro de pocos millones de años El prisma de Parte de la litosfera acreción se oceánica que hará más formaba las islas grueso y volcánicas puede denso quedar cabalgada sobre la litosfera continental 9.1 Convergencia entre dos placas oceánicas Mar de Japón Arco de islas de Japón Fosa de Japón (pocos sedimentos y mucha profundidad) China Corteza continental Océano Pacífico Manto litosférico CARÁCTERÍSTICAS Manto sublitosférico Corteza oceánica Fusión parcial de la corteza oceánica subducida La corteza subduce con una pendiente muy acusada • Gran inclinación de la placa subducente. • Intenso magmatismo à Arco de islas (volcánicas). • Erosión tectónica à se arrastran restos de la cabalgante • Prisma de acreción pequeño ((baja presión) El prisma de • Fosa profunda acreción se hará más grueso y denso 9.2 Convergencia entre litosfera oceánica y continental Los sedimentos del prisma de acreción están muy plegados en la zona de contacto con el continente, al ser comprimidos contra este por la placa subducente. Océano Pacífico Cordillera de los Andes Volcanes activos Corteza continental Placa de Nazca Manto litosférico Litosfera oceánica Manto sublitosférico Corteza oceánica Manto litosférico Los terremotos tienen el hipocentro más profundo hacia el interior del continente, y más somero hacia el borde Fusión parcial de placa subducente 9.2 Convergencia entre litosfera oceánica y continental Los sedimentos del prisma de acreción están muy plegados en la zona de contacto con el continente, al ser comprimidos contra este por la placa Océano Pacífico subducente. Cordillera de los Andes Volcanes activos Corteza continental Placa de Nazca Manto litosférico Litosfera oceánica Manto sublitosférico Corteza oceánica Manto litosférico Los terremotos tienen el hipocentro más profundo hacia el interior del continente, y más somero hacia el borde Fusión parcial de placa subducente CARÁCTERÍSTICAS • • • • • • • Menor inclinación de la placa subducente. Magmatismo à Origina vulcanismo sobre la placa cabalgante. Cordillera paralela al borde continental Prisma de acreción grande por la elevada presión Fosa oceánica poco profunda Sismicidad muy elevada por la alta presión entre ambas placas Si existía relieve oceánico previo, pueden incorporarse a la cordillera en forma de ofiolitas (OBDUCCIÓN) 9.3 Convergencia entre dos placas continentales Los sedimentos depositados entre ambas placas antes de la colisión quedan plegados y apilados, formando relieves Llanura elevada del Tibet Himalaya La colisión rompe y disloca la litosfera continental, produciendo sismicidad a ambos lados del orógeno Corteza continental Manto litosférico La placa oceánica se desprende y termina de subducir La litosfera continental no puede subducir Manto sublitosférico 9.3 Convergencia entre dos placas continentales Los sedimentos depositados entre ambas placas antes de la colisión quedan plegados y apilados, formando relieves Llanura elevada del Tibet Himalaya La colisión rompe y disloca la litosfera continental, produciendo sismicidad a ambos lados del orógeno Corteza continental Manto litosférico La placa oceánica se desprende y termina de subducir La litosfera continental no puede subducir Manto sublitosférico CARÁCTERÍSTICAS • Se finaliza la subducción y se produce la colisión continental à las placas continentales se incrustan y cabalgan una sobre otra. • Se crea un orógeno formado por cordilleras previas y restos de sedimentos. • Cordillera en el interior de continente. • Formación de grandes fallas que generan alta sismicidad. • Si existía obducción previa, se encontrarán ofiolitas. Orógenos de colisión en España (O. Alpina) Pirineos Pirineos Placa ibérica Sierra Nevada Río Guadalquivir Continente europeo Sierra Nevada Mar Mediterráneo Placa ibérica Placa de Alborán Macizo del Ebro Placa Ibérica Placa de Alborán Pirineos Hace 100 millones de años Béticas Hace 20 millones de años Eurasia Placa Ibérica Placa de Alborán Hace 60 millones de años Mapas de sismicidad Los seísmos están asociados a movimientos entre bloques de una misma falla. El reajuste isostático que continua en Pirineos y Sistema Bético origina fallas distensivas que generan terremotos y elevado riesgo sísmico. En los mapas de sismicidad están muy influenciados por los límites entre placas y por lo general van asociados a bordes destructivos o transformantes. Mapa de riesgos sísmicos publicado por el Instituto Geográfico Nacional en su página web. Focos sísmicos y volcanes en el mundo Zonas volcánicas Sismicidad alta Sismicidad moderada Sismicidad baja 10. Dinámica sublitosférica Ascenso de magmas Discontinuida d de Repetti La placa subducente queda apoyada sobre la discontinuidad de Repetti La subducción de la litosfera oceánica produce 2 efectos: • Deshidratación: La placa oceánica pierde todo el agua absorbida por algunos minerales (gases y vapores) • Fusión parcial: Los materiales con menor punto de fusión(cuarzo, feldespato y mica) y de baja densidad ascienden (vulcanismo) Consecuencia: el resto de placa oceánica puede quedar suspendida en la Discontinuidad de Repetti hasta que su densidad aumenta por la presión y desciende al manto inferior. La presión aumenta la densidad del material hasta que puede hundirse en el manto inferior 10. Dinámica sublitosférica Punto caliente Manto Núcleo externo Los materiales de la litosfera oceánica que subduce acaban desplazándose hasta la base del manto inferior formando la Capa D” El calor del núcleo externo (>3000ºC) origina en algunos puntos descenso de la densidad provocando ascenso de material del manto hasta la litosfera, son los penachos térmicos o plumas mantélicas. Penacho térmico Capa D’’ Los penachos térmicos originan en la superficie de la litosfera: - Puntos calientes: Zonas de alto vulcanismo alejadas de los bordes de placa. - Mesetas basálticas: Si el volumen de magma es elevado y solidifica en forma de lava en el exterior. - G é i s e r e s o z o n a s h i d r o t e r m a l e s (Yellowstone) 11. Procesos intraplaca Procesos geológicos intraplaca en la litosfera oceánica Procesos geológicos intraplaca en la litosfera continental Ciclo de Wilson 11.1 Procesos intraplaca en litosfera oceánica Punto caliente El punto caliente sobre litosfera oceánica puede atravesar la corteza y originar islas volcánicas o mesetas basálticas. Si el punto es fijo se origina un rosario de islas volcánicas que se vuelven menos activas al alejarse del penacho térmico. Ejemplos: Islas Hawai, Islas Reunión, Cabo Verde… Volcanes activos Dirección en que se mueve la placa oceánica Penacho térmico Manto Núcleo interno ¿Archipiélago Canario? Su vulcanismo discontinuo, actividad volcánica irregular y ausencia de materiales calientes bajo las islas apuntan a que su origen esté en fallas litosféricas por las que asciende magma. La colisión entre la placa Africana y la Magrebí que originaron la cordillera del Atlas pudo ser la causante de la formación del archipiélago. Procesos intraplaca El punto caliente sobre litosfera continental (más rigida y gruesa) origina un abultamiento y fuerzas distensivas que producen fallas. Rift Litosfera Si la zona se fractura se originará un rift continental por el que ascenderá magma basáltico que formará con el tiempo corteza oceánica y por tanto la primera fase de formación de un océano. La península Ibérica está actualmente sometida a un levantamiento y fracturación aunque no se ha confirmado que la causa sea un punto caliente o movimientos isostáticos. Esfuerzos distensivos Manto Núcleo externo Penacho térmico El ciclo de Wilson Rifting. Comienzo del proceso de rotura de un continente. Subducción de los bordes y aproximación de continentes. Apertura de un océano y separación en dos nuevos continentes. El ciclo termina con la colisión continental. Enlaces de interés Tectónica de placas Los volcanes
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