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Tema 1.
Tectónica de placas: unha
teoría global
Prof. Xulio Pérez
Dpto. Bioloxía
IES As Fontiñas
http://iespoetaclaudio.centros.educa.jcyl.es/
01.1. Composición da Terra
LITOSFERA
ATMOSFERA
Si
Ca
K
Al
N
Na
O
Fe
H
OUTROS
0
BIOSFERA
H
0
C
N
01.2. Métodos de estudo do interior
terrestre
Directos:
1. Sondeos e minas (Kola 12,3 km)
2. Rochas superficiais: ofiolitas e peridotitas
Indirectos:
1. Xeotérmico: gradiente térmico (30ºC/km)
2. Gravimétrico
3. Astronómico: estudo de meteoritos
4. Sísmico
Testemuñas de sondeos
Características xerais da estrutura terrestre
•A Terra está estruturada en capas de densidade crecente.
•Presenta grandes cambio en composición e estado físico, que se manifestan en
descontinuidades sísmicas (Mohhorovivic, Leheman, Rapeti, Gutemberg, Wiechert)
•Pódese establecer unha división por composición en Codia, Manto e Núcleo ou atendendo
a criterios de comportamento (ríxido, plástico, fluído) en Litosfera, Astenosfera, Mesosfera e
Endosfera.
NÚCLEO
ENDOSFERA
6370 km
Estado
físico/
Comport
amento
Densidad
e
g/cc
3,2
3,3
Sólido/
Fluído
Sólido/Plástico
MANTO SUPERIOR
Capa “c”
2600 km
MANTO INFERIOR
Gütemberg
EXTERNO
Wiechert
INTERNO
2,7 a
3
Sólido/Ríxido
CONTINENTAL
CODIA OCEÁNICA
C. CONTINENTAL
Basaltos cubertos de Granitos + Rochas
sedimentos situados
metamórficas +
encima (aumenta
Rochas
espesor cara o
sedimentarias
continente; ausentes
na dorsal)
Peridotitas
Aleación Ferro-Níquel
Líq
uid
o
MESOSFERA
2900 km
Mohorovicic
MANTO SUPERIOR
Capa “a”
MANTO SUPERIOR
Capa “b”
Composición
Aleación Ferro-Níquel
3,5
4,3
5,6
10-11
11-13
Sólido
ASTENOSFERA
600 km
CODIA
8-70 km
MANTO
LITOSFERA
100-200 km
Unidades composicionais
OCEÁNICA
Unidades dinámicas
A Teoría da Deriva continental
Un longo camiño cara a Teoría da
Tectónica de placas
A distribución de volcás e terremotos, constituíndo o chamado “cinturón de fogo
do Pacífico”, e os estudos e teorías precedentes fixeron que LE PICHON e MORGAN
chegaran á conclusión (1968) de que a litosfera ríxida se atopaba fragmentada
en placas litosféricas → (isto é, rexións litosféricas estables de miles de km² e de
70-150 km de espesor, delimitadas por franxas inestables de gran actividade
sísmica e volcánica). Os seus límites son as dorsais, as cadenas de pregamento
recentes (oróxenos), as fosas oceánicas, os arcos-illa e as fallas transformantes,
coincidentes coa distribución mundial de terremotos e volcáns.
Cinturón de fogo do Pácífico
Hay unhas 20 placas, 7 grandes e o resto
menores. Casi todas son mixtas (con litosfera
continental e oceánica), excepto as do Pacífico e de
Nazca (oceánicas) e a arábiga (continental).
A Teoría da Tectónica de placas está básada en dúas teorías previas:
- A Teoría das correntes convectivas.
- A Teoría da expansión do fondo océanico.
Arthur HOLMES (“Tª de las corrientes convectivas subcorticales") (1929, perfeccionada en
1944) concluyó que no era el SIAL el que se desplazaba sobre el SIMA, sino que ambos,
SIAL y SIMA, comportándose en cj. como una capa rígida, se movían sobre el material
fluido del manto, donde se originaban corrientes convectivas, responsables de la
movilidad cortical y de la fragmentación de los continentes y su posterior desplazamiento.
Se han considerado dos modelos ce células convectivas. Hoy se considera que existen al
menos dos niveles de células convectivas: uno en la astenosfera y otro en la mesosfera.
El origen de las fuerzas de la tectónica de placas es el calor, que alcanza la superf. en flujos
cíclicos de materia y E a lo largo de las dorsales (Tª de las corrientes convectivas). Son las
ramas convectivas ascendentes calientes la que rompen la litosfera en placas, al ser aquélla
frágil a causa de su rigidez.
Los materiales lávicos inyectados por el rift en las dorsales crean por acreción nueva
litosfera oceánica, y las corrientes convectivas colaterales horizontales fuerzan
la expansión del fondo oceánico, la cual origina el movimiento de las placas (lo que a su
vez conlleva la deriva de los continentes que aquéllas transportan).
Límites
de
placas
Divergentes = constructivos → placas divergentes →
dorsales
Convergentes = destructivos → placas convergentes →
zonas de subducción
Deslizantes = conservadores → placas con movimiento
lateral → fallas transformantes
(ej.: falla de San Andrés, en California)
Bordes diverxentes
Son as dorsais.
O rifting produce
a expansión do
fondo oceánico.
Bordes converxentes ou destrutivos
TIPOS DE CONVERXENCIA
CLASE DE ORÓXENO
EXEMPLOS
Codia oceánica contra codia
océanica
Arco de illas
Aleutianas
Codia oceánica contra codia
oceánica proxima a un continente
Arco de illas e mar interior
ou marxinal
Xapón,
Filipinas
Codia oceánica contra borde
continental
Cordilleira perioceánica
Andes
Codia continentaL contra codia
continental
Cordillera intercontinental
Alpes
Comprensións de intraplaca
Cordillera intracontinental
Himalaya
(i) CONVERXENCIA CODIA OCÉANICA CONTRA CODIA OCEÁNICA
A placa máIs antiga
é a máis fría e
densa. A placa máis
nova, máis lixeira,
monta sobre o
borde da placa máis
antiga, a cual se
funde no manto,
formándose
unha foxa abisal. Os
sedimentos son
"raspados" pola
placa cabalgante,
formando o
chamado prisma de
acreción.
Nas foxas, os magmas producen coadas de lava basáltica e un abundante vulcanismo
explosivo, formándose un arco de illas volcánicas, cóncavo cara onde apunta o plano de
Benioff (cara o continente, si a foxa está cerca del). A forma del arco insular é a que
corresponde á intersección dun plano que non pasa polo centro da Terra, coa superficie
topográfica.
Nos arcos de illas distínguense:
- Un arco frontal ou externo (na parte convexa lindante coa foxa), desprovisto de
vulcanismo, e onde os sedimentos son recentes.
- Un arco interno o volcánico (na parte cóncava do arco, lindando co mar marxinal),
formado por multitude de illas volcánicas, con vulcanismo activo de lavas calcoalcalinas.
No magmatismo presente nas marxes continentais activas, tanto nos relacionados con
oróxenos como nos relacionados cos arcos-illa, predominan os magmas calcoalcalinos,
sendo as rochas derivadas máis abundantes as andesitas e o seu equivalente plutónico, as
dioritas.
Nun gran nº de arcos-illa existe unha variación lateral da composición das rochas
volcánicas desde a foxa ata o litoral, que se corresponde, así mesmo, cunha
variación da idade das rochas de máis antigas a máis recentes no mesmo
sentido. Estas variacións pódense explicar pola inclinación da placa que se
funde, que condiciona as distancias a que aparecen estes magmas e a súa su
composición.
Se a colisión entre as dúas codias oceánicas se produce cerca dun continente, a
placa que subduce é a que non soporta o continente. Entre o arco
insular formado e o continente sitúase un mar marxinal, o cal acumula
sedimentos procedentes das elevacións adxacentes.
Ao final do proceso estariamos no caso da colisión duna codi oceánica contra
una continentalque formaría una cordillera perioceánica.
(ii) CONVERXENCIA CODIA OCÉANICA CONTRA CODIA CONTINENTAL
A foxa énchese
lentamente de
sedimentos
procedentes da
erosión do
continente o dos
propios arcos
insulares surxentes. A
progresiva
subducción da placa
oceánica baixo a
continental produce
un prisma de
acreción nos
sedimentos
acumulados na foxa,
e na base deste
prisma fórmanse
rochas metamórficas.
Si la subducción de la litosfera oceánica se produce antes de llegar al continente,
se forman arcos insulares volcánicos, los cuales dejan un mar
interior o marginal (cuenca trasarco), que posteriormente se colmatará con los
sedimentos del continente y del arco de islas.
Por comprensión del cj. de la fosa y del posible mar marginal, se pliegan los
sedimentos, llegando elplano de Benioff hasta la litosfera continental (o sea, por
debajo del borde continental), formándose un arco volcánico de margen
continental (es decir, un arco volcánico en el mismo continente).
En la zona de subducción, las fosas oceánicas pueden funcionar como cuencas
sedimentación de tipogeosinclinal: se produce una subsidencia de los sedimentos
(debido a la presión litostática y a la propia subducción).
La sedimentos del prisma de acreción son comprimidos lenta y
continuamente (debido a la subducción y colisión de ambas placas), y se pliegan y
fracturan. Cuando disminuyen o cesan las presiones tangenciales de las placas se
produce, por compensación isostática (al estar formado por mat. ligeros) una
elevación lenta del orógeno, formándose una cordillera de plegamiento en el
margen continental → cordillera perioceánica.
Las cordilleras formadas así son de tipo andino: lineales y situadas en el borde
continental, con gran profusión de rocas volcánica y plutónicas. La deformación de
las rocas es moderada.
(iii) CONVERENCIA CORTEZA CONTINENTAL CONTRA CORTEZA CONTINENTAL
Cuando bajo el borde
continental de una placa
subduce una placa mixta,
llegará un momento en
que se habrá consumido
toda la litosfera oceánica
que hay entre los
bloques
continentales. Como la
litosfera continental es
gruesa y ligera, no puede
subducir y se produce el
choque entre los dos
continentes, los cuales se
interpenetran y forman
una masa continental
única → obducción,
quedandounidos
mediante una sutura,
originándose una nueva
zona de subducción en
otra parte.
Como consecuencia de la obducción, los materiales sedimentarios situados entre
ambos continentes se comprimen y se pliegan, originando una cordillera
intracontinental, de colisión o de tipo alpino, siendo la deformación de las rocas
muy intensa, con grandes deformaciones (cabalgamientos crustales, mantos de
corrimiento...).
En la sutura pueden aparecer restos de la litosfera oceánica que subducía
(→ conjunto ofiolítico uofiolitas) (término equivalente pero más
amplio → litoferoclastos), mezclados con los sedimentos del prisma de acreción.
COMPRENSIONES DE INTRAPACA → cordillera intracontinental
Se origina por comprensión entre bloques de un mismo continente, sin subducción, pero
con plegamiento.
El mecanismo por el que se producen no está claro. En parte, el proceso es similar al de
las cordilleras intercontinentales, pero en este caso las cortezas continentales están muy
próximas, por lo que aquí los movimientos de las placas son pequeños (≤ 50-60 km).
Probablemente ocurra un proceso de distensión en el interior de la placa continental, lo
que provocaría un adelgazamiento o fracturación, con hundimiento y formación de una
zona deprimida continental →surco aulacógeno o cubeta sedimentaria, fosa tectónica
alargada (centenares de km x decenas de km), que afecta al zócalo, y cuyo hundimiento
progresivo, contemporáneo al relleno de sedimentos, produce un aumento considerable
de la cobertera sedimentaria, la cual puede llegar a nivelar la depresión y permanecer sin
sufrir ningún tipo de plegamientos. Suelen situarse en zonas de relieves llanos (→
plataformas interiores), bordeando los orógenos que circundan los escudos
continentales.
Si ahora se producen fuerzas de comprensión que acerquen los bloques continentales
separados por el surco aulacógeno, los sedimentos acumulados en éste serán plegados,
generándose así una cordillera poco elevada y con plegamientos suaves, sin apenas
magmatismo y con ausencia de plutonismo → coordillera intracontinental.
(C) BORDES PASIVOS, NEUTROS, CONSERVADORES O DE FALLA
TEORÍA DE LA SUBDUCCIÓN
Para que no aumente el volumen de la Tierra, la corteza oceánica se debe destruir reintegrándose en
el manto, en las zonas de subducción, las cuales se originan porque la creación de litosfera oceánica
en la dorsal produce una comprensión, la cual se resuelve rompiéndose la placa por su zona más
débil. Si la placa es mixta, la zona más débil es el límite entre la litosfera continental y la oceánica. El
resultado es la formación de dos placas que chocan entre sí.
Las zonas de subducción coinciden con las fosas oceánicas.
Hay dos tipos:
● Fosas de tipo chileno → una capa oceánica joven y ligera desaparece bajo una orilla continental
comprimida en la que se producen deformaciones; la fosa está rellena de sedimentos.
● Fosas de tipo marianas → una placa vieja y pesada desaparece bajo una orilla continental no
comprimida en el proceso de hundimiento progresivo; la fosa es profunda y casi sin sedimentos.
Argumentos que apoyan la Teoría de la subducción:
♦ En las fosas oceánicas existen anomalías - de g, es decir, hay una “pérdida de masa”, que se
justifica por convección: los materiales se hunden en esta zona (rama convectiva
descendente),existiendo un desequilibrio isostático.
♦ El japonés WADATI y el norteamericano BENIOFF, por separado, localizaron los hipocentros de los
sismos que se suponía tenían lugar a consecuencia de la subducción de una placa bajo la otra; al
situar los hipocentros hasta una profundidad de unos 700 km, obtuvieron una banda que formaba
unos 45º con la horizontal → plano de Benioff, inclinado hacia el continente.
Motor de la subducción y la
expansión del fondo oceánico:
Al chocar dos placas, subduce por
gravedad la más fría y densa,
produciéndose el llamado "efecto toalla
mojada":
QUE EXPLICA A TECTÓNICA DE
PLACAS
A tectónica de placas explica:
- A distribución de volcáns e terremotos.
- A existencia dunha codia oceánica e dunha codia continental de estruturas e
composición diferentes.
- As fosas abisais, os arcos de illas volcánicas e os guyots.
- A localización de xacementos minerais.
- As deformacións da codia: dobras, fallas, cordilleiras de pregamento,...
-A formación de novos continentes e océanos.
- A formación de novos tipos de rochas en contextos axeitados.
MANIFESTACIONS DA TECÓNICA DE
PLACAS.
- A formación dos diferentes tipos de oróxenos, en
particular, as cordilleiras de pregamento.
- Os terremotos.
- Os volcáns.
- As deformacións: dobras e fallas.