Placas tectónicas

De Wikipedia, la enciclopedia libre.
Saltar a navegación Saltar a búsqueda
Mapa de las placas tectónicas de la Tierra

La tectónica de placas es el modelo de la dinámica de la Tierra en el que coinciden la mayoría de los científicos que se ocupan de las ciencias de la tierra , que la Tierra está dividida en una docena de placas principales.

Descripción

Las placas tectónicas terrestres

Esta teoría es capaz de explicar, de forma integrada con otras conclusiones interdisciplinarias, fenómenos que afectan a la corteza terrestre como: actividad sísmica , orogénesis , disposición areal de volcanes , cambios en la química de rocas magmáticas , formación de estructuras como pozos arcos oceánicos y volcánicos , la distribución geográfica de la fauna y flora fósil durante las eras geológicas y las razones por las que las actividades volcánicas y sísmicas se concentran en determinadas zonas.

La base para comprender la tectónica es aceptar que, originalmente, el manto estaba cubierto por magma que comenzó a solidificarse cuando la roca fluida alcanzó el nivel de temperatura por debajo del punto de fusión debido a la ausencia de fuentes de calor capaces de mantener las condiciones anteriores. Y por tanto dos supercontinentes, que con el progresivo enfriamiento y solidificación del magma se habrían expandido cada uno en dirección al ecuador , hasta unirse / colisionar formando un supercontinente, luego fracturado a su vez debido a la reducción del volumen del magma debajo, tanto para la solidificación como para su liberación a través de los puntos más delgados de la corteza, los volcanes .

Sobre la base de estudios geofísicos y petrológicos se ha reconocido que la corteza terrestre , junto con la parte más externa del manto superior por debajo, forma la llamada litosfera , una envoltura caracterizada por un comportamiento frágil incluso en la escala de tiempo geológico, con un espesor que va de 0 a 100 km para la litosfera oceánica alcanzando un máximo de 200 km para la continental (correspondiente a la orogenia ).

La litosfera está dividida en unas diez placas tectónicas principales (también llamadas "placas tectónicas") (de diversas formas y tamaños) y otras microplacas más numerosas; estas placas se pueden comparar con balsas que "flotan" (en equilibrio isostático ) en la capa inmediatamente subyacente del manto superior , la astenosfera . Debido al efecto combinado de las altas temperaturas , presiones y largos tiempos de aplicación de los esfuerzos, la astenosfera , a pesar de estar en estado sólido , tiene un comportamiento plástico, es decir, se comporta como un fluido de alta viscosidad , cuyos movimientos son significativos. a escala geológica, es decir, para épocas del orden de millones de años. Las placas tectónicas pueden moverse sobre la astenosfera y colisionar, deslizarse una junto a la otra o separarse. Por ello, en el transcurso de la historia de la tierra , la extensión y forma de los continentes y océanos han sufrido importantes transformaciones. Hay casi 20 platos \ Los platos principales son:

Los platos secundarios principales son:

Mapa de actividades tectónicas y volcánicas durante el último millón de años
"Cordillera del Atlántico Medio" que cruza Islandia

Fundamental para el reconocimiento de la teoría de la tectónica de placas y sus mecanismos fue el descubrimiento de la expansión del fondo oceánico, confirmado por el estudio de anomalías magnéticas detectadas cerca de la cordillera del Atlántico medio . Estas anomalías se distribuyen en bandas simétricas a lo largo de los dos lados de las dorsales oceánicas, y el análisis de su cronología muestra que la edad geológica de los basaltos del fondo oceánico aumenta, a cada lado, alejándose de la cresta de la cresta.

Además, el estudio de los fenómenos sísmicos alrededor del plano de Benioff , identificados por la disposición de los hipocentros de los terremotos y otras observaciones geológicas, aportó nuevos elementos para explicar la dinámica de las placas.

Los modelos basados ​​en la teoría de la tectónica de placas describen las interacciones que ocurren entre las placas y las consecuencias macroscópicas de estas interacciones.

Se basan principalmente en cuatro supuestos básicos:

  1. se genera nueva litosfera oceánica a lo largo de las dorsales oceánicas, de manera continua o episódica, debido al proceso de expansión del fondo oceánico : es el magma el que solidifica en las porciones de la corteza terrestre que quedaron vacías por la remoción de las placas afectadas;
  2. la corteza oceánica recién creada se convierte en parte de una placa rígida (y también puede incluir continentes);
  3. el área total de la superficie de la tierra permanece sin cambios con el tiempo , es decir, la longitud del radio de la tierra permanece constante y, por lo tanto, esto implica que los terrones que entran en contacto entre sí deben consumirse en algún lugar con la misma velocidad con la que son creado;
  4. las placas litosféricas transmiten lateralmente todas las tensiones a las que están sometidas (tienen un comportamiento rígido).

Los límites entre las placas

Los márgenes del césped son de tres tipos:

  1. Astenosfera;
  2. Litosfera;
  3. Hotspot;
  4. Corteza oceánica;
  5. Placa en subducción;
  6. Corteza continental;
  7. Zona de ruptura continental (margen de placa nueva);
  8. Placa de margen convergente;
  9. Placa con margen divergente;
  10. La placa en el margen se transforma;
  11. Volcán en escudo;
  12. Cordillera oceánica;
  13. Margen de placa convergente;
  14. Capa volcánica;
  15. Isla Arco;
  16. Plato;
  17. Astenosfera;
  18. El hoyo
Mapa tectónico del Mediterráneo
  • Márgenes de desplazamiento lateral (" conservadores ") a lo largo de los cuales la corteza nunca se crea o destruye y los terrones se deslizan lateralmente entre sí. Están representados principalmente por fallas transcurrentes y fallas transformantes (diestras o zurdas según la dirección del movimiento relativo).
  • Márgenes divergentes (acreción, " constructiva "), a lo largo de los cuales las placas se alejan entre sí creando fallas normales o directas y el espacio creado es ocupado por una nueva litosfera oceánica generada por el ascenso adiabático de un diapiro (rocas plásticas y luz que ascienden entre rocas más pesadas) de astenosfera caliente que luego se derrite parcialmente (fusión por descompresión). Esto lleva a la creación de una cadena montañosa denominada dorsal oceánica, de decenas de miles de kilómetros de longitud y que atraviesa todos los océanos del globo de forma más o menos regular. Un ejemplo sorprendente lo da la cordillera del Atlántico Medio que corre en medio del Océano Atlántico y que separa las placas americanas al oeste de las euroasiáticas y africanas al este. A lo largo de la zona axial de las dorsales se produce una importante emisión de magmas basálticos (unos 25 km cúbicos por año ) que forman la corteza oceánica.
    Un margen divergente también puede estar presente en la litosfera continental generando lo que se llama un rift en el que el movimiento divergente no es compensado por la formación de una nueva litosfera sino por el adelgazamiento y fractura de la existente. Además del vulcanismo básico normal, uno más ácido se asocia en menor medida por el derretimiento de algunas rocas que componen la corteza continental que se ven afectadas por el aumento del flujo térmico que, a su vez, se ve incrementado por las continuas intrusiones de magmas basálticos (generalmente muy calientes con temperaturas que pueden llegar a los 1200 ° C ; recordemos que el granito generalmente se derrite a temperaturas que oscilan entre 700 y 900 ° C) de naturaleza similar a las que se forman a lo largo de las crestas. Se da un ejemplo importante del " Valle del Rift " en África Oriental . Una vez que se ha completado la descomposición de la litosfera, una grieta se convierte en una cresta oceánica, como es el caso del Mar Rojo.
  • Convergentes o subducting ( "destructivos") o márgenes cabalgamientos largo de la cual los terrones se aproximan entre sí. Aquí ocurren diferentes fenómenos dependiendo del tipo de terrones que chocan.
Dinámica tectónica en la cuenca del Adriático -
El límite occidental de la cuenca del Adriático se mueve actualmente unos 40 mm por año hacia el este, bajo la presión de la placa euroasiática, lo que resulta en un estrechamiento gradual del Mar Adriático.

Si una placa continental y una oceánica convergen, la segunda cede a la primera a través del llamado fenómeno de subducción y la litosfera oceánica es arrastrada profundamente hacia el manto. En estas zonas encontramos pozos abisales y a menudo hay fenómenos de vulcanismo de naturaleza andesítica, o de composición química intermedia (recuerde que las rocas ígneas, en una primera aproximación, se dividen, en función del contenido absoluto de óxido de silicio , en ácido rocas, intermedias y básicas ) cuyos productos, evolucionando durante las fases de acumulación y ascenso, tienden a enriquecerse cada vez más en sílice (más ácida, hasta granítica ). Se crea así un arco volcánico en la superficie del continente. Este vulcanismo se origina por la presencia de magma provocado sobre todo por la fusión parcial de la cuña del manto "supra-Benioff" (fusión por hidratación) y sólo mínimamente por la fusión del material del subconducto. Un ejemplo de este tipo es el borde oriental de la placa de Nazca que se desliza bajo el borde occidental de la placa sudamericana , dando lugar a la larguísima cordillera y cordillera volcánica de los Andes (de donde toma su nombre el vulcanismo andesítico). Una vez que se ha consumido todo el océano, se produce una colisión continental con el consiguiente ascenso de un orógeno . Si dos litosferas oceánicas convergen, una de las dos cede a la otra, esta vez generando un arco volcánico insular.

Cabe recordar que los fenómenos descritos no corresponden a una clasificación clara de todos los márgenes entre las placas; en cambio, son miembros finales, o casos limítrofes (o "puros"), ya que en los casos naturales se encuentran todos los rangos de posibles casos mixtos; por ejemplo, puede haber límites con movimientos transpresivos (transcurrente y compresivo) ya que el movimiento de las placas rara vez es perfectamente paralelo (en el caso de los límites transcurrentes) o perpendicular (en el caso de los límites convergentes y divergentes).

Márgenes de desplazamiento lateral (conservador)

Hay dos tipos de márgenes con movimiento lateral; ambos pueden caracterizarse por un movimiento definido hacia la derecha o hacia la izquierda. Para distinguirlos, lo ideal es "poner los pies" en uno de los dos bloques involucrados y ver en qué dirección va el otro bloque.

Las fallas transcurrentes pertenecen al primer tipo, el movimiento hacia la derecha o hacia la izquierda de una placa contra otra provoca efectos fácilmente visibles en la superficie. Debido a la fricción y al comportamiento rígido, las placas pueden no deslizarse continuamente entre sí, acumulando energía elástica en los bordes del césped que, cuando se supera el umbral de rotura de las rocas afectadas por el fenómeno, se libera instantáneamente, provocando así un terremoto de diversa índole. magnitud . Este fenómeno se enmarca en la " teoría del rebote elástico ". El ejemplo más famoso de este tipo de falla está representado por el complejo de la conocida " falla de San Andrés " (ver figura), en la costa oeste de América del Norte , en California ; en esta área, las placas del Pacífico y de América del Norte se deslizan lateralmente entre ellas en un movimiento transpresivo, de modo que la placa del Pacífico se mueve hacia el norte mientras que la otra se mueve hacia el sur . Otros ejemplos de fallas transcurrentes son las de la " falla alpina " en Nueva Zelanda y la falla de Anatolia en Turquía .

Las fallas de transformación pertenecen al segundo tipo; se trata de fallas particulares que segmentan la dorsal oceánica principal y generalmente están dispuestas perpendiculares a ella (y por lo tanto paralelas a la dirección de expansión). Su existencia está ligada a discontinuidades heredadas de la estructura de la corteza continental durante la fase de ruptura, pero sobre todo por la necesidad de acomodar la variación de velocidades lineales que se producen a diferentes distancias del eje alrededor del cual gira una placa rígida cuando se desplaza a lo largo. una superficie esférica (aunque obviamente las velocidades angulares siguen siendo las mismas).

Márgenes divergentes (constructivos)

En el caso de márgenes divergentes (por ejemplo, dorsales oceánicas , morfológicamente describibles como largas grietas en forma de cresta), las placas afectadas se alejan unas de otras y el espacio que se crea entre ellas se rellena con nuevo material efusivo procedente del manto . El material recién liberado solidifica, "derritiendo" las dos placas afectadas. Dado que los terrones están en continuo movimiento, una vez superado el límite de rotura, se libera la energía elástica acumulada generando un terremoto. Sin embargo, en este caso, los terremotos también se producen por la subida del magma procedente del manto.

Márgenes divergentes (constructivos)

Los márgenes divergentes se caracterizan, en la " litosfera oceánica ", por cordilleras muy largas, mientras que, en lo que respecta a la " litosfera continental ", se caracterizan por grandes valles divididos, como el mencionado " Valle del Rift " en África Oriental.

El grosor de los sedimentos aumenta a medida que se aleja de las crestas y los sedimentos que se depositan gradualmente envejecen. [ cita requerida ] A medida que sale material nuevo de las dorsales, la corteza oceánica aumenta y provoca la expansión del suelo oceánico.

Márgenes convergentes (destructivos)

La naturaleza de los márgenes convergentes depende del tipo de corteza de las placas en colisión.

Cuando una placa oceánica muy densa y por tanto muy pesada choca con una continental menos densa, y por tanto más ligera, la oceánica suele descender en profundidad, por debajo de la continental. La consecuencia de esta colisión es una fosa oceánica en el lado del océano y una cadena montañosa volcánica en el lado continental. Esto es lo que sucede en el área a lo largo de la costa oeste de América del Sur donde la " Placa de Nazca " es subducida por la placa de América del Sur . El material subducido se calienta considerablemente y, al volverse fluido, tiende a subir a la superficie formando volcanes o cordilleras volcánicas.

Durante el descenso al manto, la temperatura de la corteza aumenta progresivamente hasta su derretimiento y con la separación y migración de sus componentes más volátiles (incluyendo en abundancia el agua contenida en los minerales y atrapada en los sedimentos subducidos); estos componentes bajan la temperatura de fusión de las rocas circundantes en las inmediaciones, generando un magma rico en gas que asciende rápidamente a la superficie, dando lugar a un vulcanismo de tipo "explosivo", debido al alto contenido de gas (como sucedió por ejemplo en la erupción del monte St. Helens ).

El magma que sube a la superficie genera a menudo largas cadenas volcánicas dentro del continente, pero también cerca del océano. La cordillera de los Andes en América del Sur es rica en este tipo de volcán explosivo. Varios volcanes alternan períodos de tranquilidad con erupciones que comienzan con una expulsión masiva de gas. Todo el Océano Pacífico está atravesado por largas filas de volcanes e islas volcánicas conocidas como el " Cinturón de Fuego ".

Cuando chocan dos placas continentales, se comprimen entre sí o una de las dos se subduce como en el caso anterior; en casos muy raros, un terrón se eleva sobre el otro ( obducción ). En cualquier caso, las cadenas montañosas se forman durante esta colisión (por ejemplo, la cordillera del Himalaya ).

Cuando dos costras oceánicas convergen, por lo general forman un arco de isla mientras una se subduce debajo de la otra. El archipiélago formado está formado por islas volcánicas que erupcionan magma por la destrucción de la corteza oceánica subducida que, después de fundirse en el manto, se eleva a través de la corteza oceánica suprayacente. Un ejemplo de este tipo de colisiones entre costras oceánicas se puede encontrar observando la conformación del arco insular muy largo entre Kamchatka (Rusia) y Alaska .

Causas de los movimientos tectónicos.

Es necesario comprender por qué las placas pueden moverse dando lugar a todos los fenómenos enumerados hasta ahora. En este sentido, es importante recordar que la tierra emite calor continuamente, lo que demuestra la existencia de un núcleo interno muy caliente.

El origen de este flujo térmico se encuentra en el fenómeno de la radiactividad ; Se supone que en el manto y núcleo de la Tierra abundan elementos radiactivos como el uranio 238 y / o el torio 232, que se desintegran emitiendo partículas cuya energía cinética se transforma en calor. Luego, el calor generado sale del interior del planeta y se transmite a las capas superiores por convección .

La celda convectiva

Los movimientos tectónicos derivan energía de " movimientos convectivos " que ocurren debajo de la litosfera, en el manto terrestre .

Las rocas fluidas que componen el manto son continuamente agitadas por corrientes convectivas, como las que se forman al hervir una olla con agua; las rocas fluidas y calientes que componen el magma tienden a subir a la superficie, las más densas y frías de la corteza se hunden en la astenosfera donde las altas temperaturas las derriten transformándolas en magma; esto luego tiende a subir a la superficie.

El proceso cíclico que se acaba de describir es un ejemplo de un proceso convectivo. El magma que sube a la superficie produce nueva litosfera a lo largo de los bordes de las placas, formando así una nueva corteza terrestre. El movimiento circular de estas células convectivas desencadena movimientos tectónicos en la superficie, generando un borde divergente cuando dos masas se alejan y un borde convergente cuando se acercan una frente a otra.

La roca que constituye el manto, aunque se comporta como un fluido, es de hecho sólida: a pesar de que las temperaturas son muy altas, la presión mantiene la roca sólida. Aunque el manto superior es muy fluido y plástico, los fenómenos del magmatismo son solo superficiales: la roca astenosférica caliente se eleva en aquellos puntos donde hay una caída de presión - por ejemplo las crestas - y por tanto la roca se vuelve fluida y da lugar al vulcanismo. y fenómenos asociados. La idea de placas "flotantes" en un océano de magma actual, que a veces se utiliza para una popularización popular simplista, es incorrecta.

Algunos geofísicos prefieren considerar la estructura celular en dos niveles, uno para el manto superior y otro para el manto inferior. Las células del manto inferior, operando en condiciones de mayor densidad, se mueven más lentamente, transmitiendo directamente el calor que permite el movimiento de las células convectivas superiores, que provocan movimientos tectónicos. Aunque los dos modelos siguen siendo objeto de debate, tendemos a considerarlos como integrales entre sí: de hecho, aunque el movimiento convectivo puede considerarse en dos niveles, se piensa que algunos macizos rocosos pasan de uno a otro. En cualquier caso, el modelo más probable es el que tiene una sola celda tanto para el manto superior como para el inferior: de hecho, las frías franjas de litosfera oceánica subducidas cerca de los pozos hacen sentir sus efectos mucho más allá de la discontinuidad entre el manto superior e inferior.

Las plumas y los puntos calientes

En la corteza terrestre existen áreas sujetas a magmatismo intraplaca , es decir, es posible que exista actividad volcánica incluso fuera de los límites entre las placas. El caso más común está representado por " puntos calientes " (en inglés Hotsposts ), por ejemplo en el archipiélago de Hawái , que se generan por un afloramiento de material fundido del manto, que toma el nombre de " plume " (en inglés Mantle penacho ). La profundidad de la fuente aún no está clara: algunos investigadores afirman un origen profundo directamente de la superficie en el núcleo exterior ( discontinuidad de Gutenberg , alrededor de 2900 km de profundidad); otros afirman en cambio un origen más superficial, desde el límite con el manto inferior (discontinuidad a 670 km de profundidad), o desde el manto superior, en la astenosfera (100-200 km). Las plumas ocurren en la corteza terrestre en puntos calientes que son independientes del movimiento tectónico y relativamente fijos.

El efecto "tirón de losa"

Detalles sobre el efecto de tracción de la losa

Uno de los motores propuestos para explicar la tectónica de placas es el llamado efecto " slab pull " que se produce cuando la placa inferior entra en el manto y debido a su menor temperatura se asume que es más pesada que la astenosfera a la que penetra, generando un hipotético fuerza de tracción hacia abajo. Hay varias pruebas científicas de que esta fuerza por sí sola, si existe, es incapaz de mover las placas. Por ejemplo, el tirón requerido para mover la losa hacia abajo es mayor de lo que la litosfera es capaz de tirar, lo que significa que la losa tendría que romper la litosfera posterior.

El modelo de tracción de losa parte del supuesto muy especulativo de que la composición del manto superior es homogénea y que la presión y la temperatura solo determinan las transiciones de fase. La losa, al estar más fría, tendería a bajar. Sin embargo, no hay pruebas de esta homogeneidad química también porque solo el magmatismo llega a la superficie y es alimentado por la astenosfera (100-200 km), y no tenemos evidencia segura de la composición del manto hasta 670 km. Además, la pendiente de las losas no tiene relación con la edad de la litosfera, donde cuanto más vieja es, más gruesa y fría es, por lo tanto, en teoría, más densa.

El ciclo de Wilson

El supercontinente llamado Pangea , que se remonta a hace 250 millones de años.

Fosse y dorsal no son estructuras estables; hay una evolución continua que se explica de la siguiente manera. Un pozo puede ser reemplazado y destruido por otro, mientras que el ascenso del magma a través de una cresta puede detenerse y detenerlo por completo. Una nueva columna vertebral puede nacer en el medio de un continente o en un mar pequeño: cuando grandes masas de material caliente ascendente llegan a la litosfera, puede fracturarse dando lugar a un embrión de columna vertebral, por ejemplo el mencionado Valle del Rift (en África ), evidenciado por una larga fisura con bordes muy abruptos y estructurada en "gradas".

Animación de tectónica terrestre

Posteriormente la lava comienza a salir formando una nueva corteza oceánica , mientras que los márgenes de los dos nuevos continentes se alejan entre sí. Las aguas invaden rápidamente la depresión: esta es la llamada etapa juvenil de un océano .
Finalmente, está la etapa de madurez: a lo largo de los bordes de la ahora amplia cuenca oceánica, los escombros se acumulan y forman el talud oceánico, el límite entre la corteza oceánica y la corteza continental . El proceso también se puede revertir: los continentes pueden acercarse y, al chocar, dar lugar al fenómeno de la orogénesis .

Este fenómeno se conoce como el "ciclo de Wilson" , gracias al cual ha sido posible remontarse a antiguos arreglos continentales, como los supercontinentes Pangea (hace 250 millones de años) y Rodinia (hace 750 millones de años). Según esta teoría, se produciría la formación cíclica de un supercontinente que luego tiende a romperse y recomponerse posteriormente, en un período de tiempo estimado en unos 500 millones de años.

La orogenia

Icono de lupa mgx2.svg Mismo tema en detalle: Orogenia .
Cordillera del Himalaya

Por orogenia entendemos la creación de una nueva litosfera oceánica que no se compensa solo con su destrucción en las zonas de subducción . Cuando el océano involucrado se ha consumido por completo, es posible llegar a una interacción continente-continente denominada colisión continental que conduce al proceso de orogénesis , es decir, a la creación de una cadena montañosa.

La cordillera, asociada al arco volcánico , que se eleva paralelamente a la fosa oceánica (el caso natural más importante lo representan los Andes ) es un buen ejemplo de cómo el proceso de orogénesis puede comenzar incluso antes de la colisión continental . Una vez que esto ha sucedido, dado que no existen suficientes diferencias de densidad entre los dos tipos de litosferas involucradas y dado que ambas son demasiado livianas para ser arrastradas profundamente en el manto, el movimiento convergente se compensa principalmente por un engrosamiento de la corteza que se produce. la superficie con la formación de una cadena montañosa.

Sin embargo, la placa que contenía el océano tenderá inevitablemente a fluir debajo de esa otra (contribuyendo en gran medida al engrosamiento de la corteza). Además, si es cierto que la litosfera continental no puede ser arrastrada profundamente hacia el manto de forma tan masiva como ocurre con el oceánico, también es cierto que porciones de rocas de la corteza pueden ser arrastradas a grandes profundidades a través de diversos procesos tectónicos. Desde hace mucho tiempo se ha establecido que incluso partes de la corteza continental pueden subducir (como, por ejemplo, los granitos eclogíticos del monte Mucrone ).

Luego, el océano es arrastrado casi por completo hacia las profundidades del manto y solo quedan "restos" en forma de porciones de corteza oceánica (más o menos deformadas) atrapadas en la cordillera (se les llama ofiolitas y el proceso que "las coloca en su lugar "se llama obducción ), asociado con sucesiones sedimentarias marinas.

El ejemplo más conocido de este tipo de orogenia es la formación de la cordillera del Himalaya , que se generó gracias al empuje que ejerció el subcontinente indio sobre el continente euroasiático .

Por tanto, se puede entender por qué las rocas típicas de los fondos marinos también se encuentran a gran altura. El fenómeno es aún más evidente cuando en las zonas montañosas se encuentran fósiles de seres vivos, incluso extintos, que provienen de antiguos fondos marinos que ahora han desaparecido.

Bibliografía

Artículos relacionados

Otros proyectos

Collegamenti esterni

Controllo di autorità Thesaurus BNCF 19268 · GND ( DE ) 4046317-5 · NDL ( EN , JA ) 00569219
Scienze della Terra Portale Scienze della Terra : accedi alle voci di Wikipedia che trattano di Scienze della Terra