DINÁMICA LITOSFÉRICA
1. ISOSTASIA
Mapa del grosor de la corteza terrestre en kilómetros. Analízalo y saca tus conclusiones.
El máximo grosor de la corteza se encuentra en la cordillera más alta. Cuanto más alta es una cordillera más gruesa es la corteza. Cuanto más gruesa es la corteza más se hunde esta en el manto. El mínimo grosor corresponde a la corteza oceánica.
Bloques de madera de distinto grosor flotando en el agua. Según su grosor, las distintas zonas de la corteza terrestre están más o menos hundidas en el manto. Modelo de Airy de la corteza terrestre (1889): la corteza terrestre se comporta como si estuviera formada por bloques ligeros que flotan sobre un material más denso.
Según este modelo: - ¿cuál es la respuesta de la corteza a un incremento de la masa? - ¿cuál es la respuesta de la corteza a una disminución de la masa?
Según la teoría de la isostasia de Dutton (1892) la corteza terrestre se encuentra en equilibrio con los materiales del manto (isostasia) de manera que si la corteza se sobrecarga se hundirá, y si se descarga se elevará. Igual que los bloques de madera que flotan en el agua, las elevaciones y los descensos de la corteza se rigen por el Principio de Arquímedes. Sin embargo, el manto sobre el que “flota” la corteza no es un mar de magma sino que es sólido.
En una glaciación se acumula gran cantidad de hielo sobre una zona de Mapa de la extensión máxima que alcanzó el hielo en la última glaciación (hace 18.000 años). En una glaciación se acumula gran cantidad de hielo sobre una zona de la corteza terrestre. ¿Cómo debería responder la corteza en esa zona?
Se produce un lento hundimiento de la corteza en el manto. El hundimiento es mayor en el centro que en los lados. El manto responde como un fluido a la escala del tiempo geológico. Hace 15.000 años se inició el final de la glaciación y se produjo el deshielo. ¿Cómo debió responder la corteza en esa zona?
La desaparición de la masa de hielo se acompaña de un lento reajuste hacia arriba de la corteza en la zona. El reajuste isostático es muy lento y continua en la actualidad.
Actual ascenso isostático en mm/año de la península de Escandinavia. ¿Dónde es mayor? ¿Dónde es menor? ¿Por qué?
En las cordilleras la erosión es muy intensa. ¿Cómo responderá la corteza en esa zona?
La erosión hace que la corteza pierda peso. 1 2,3 4 La erosión hace que la corteza pierda peso. La pérdida de peso produce un ascenso por isostasia. La erosión continua y deja al descubierto rocas de origen profundo. La acumulación de sedimentos provoca un hundimiento en la corteza.
LA ISOSTASIA es la condición de equilibro que presenta la superficie terrestre debido a diferencias de masa y de densidad de sus diferentes partes. Se resuelve en movimientos verticales que tienden a recuperar el equilibrio y está fundamentada en el principio de Arquímedes. Supone la capacidad de flexión de la litosfera rígida y el comportamiento fluido a largo plazo del manto subyacente.
2. TEORÍAS SOBRE EL ORIGEN DE LAS CORDILLERAS
LA PRIMERA TEORÍA SOBRE EL ORIGEN DE LAS CORDILLERAS ES LA TEORÍA CONTRACCIONISTA.
OTRA TEORÍA FUE LA DEL GEOSINCLINAL En un geosinclinal se acumulan grandes espesores de sedimentos. La corteza se hunde y comprime los sedimentos. Los materiales más profundos se funden y tienden a subir. Se forma la cordillera.
Las teorías contraccionista y del geosinclinal son teorías fijistas. Las teorías fijistas parten de la premisa de que los continentes y océanos siempre han estado como en la actualidad. Sólo aceptan movimientos verticales de la de la corteza.
Cualquier teoría sobre la formación de las cordilleras debería explicar: La intensa deformación de las rocas (pliegues y fallas) La presencia de fósiles marinos en las rocas sedimentarias.
LA TEORÍA DE LA DERIVA CONTINENTAL ES LA PRIMERA TEORÍA MOVILISTA (WEGENER, 1912). Wegener (El origen de los continentes y los océanos, 1915) propuso que si los continentes podían realizar movimientos verticales (isostasia) también podían realizar movimientos horizontales deslizantes si se les aplicaba una fuerza suficiente.
Postula que los continentes estuvieron unidos hace 200 m. a Postula que los continentes estuvieron unidos hace 200 m.a. en un gran supercontinente (Pangea) y que estos se han ido desplazando hasta sus posiciones actuales.
En su tesis original, Wegener propuso que los continentes se desplazaban sobre otra capa más densa de la Tierra que conformaba los fondos oceánicos y se prolongaba bajo ellos.
EN EL FRENTE DE LOS CONTINENTES EN MOVIMIENTO SE FORMARON GIGANTESCAS ARRUGAS: LAS CADENAS DE MONTAÑAS. ¿Explica esta teoría la formación de las cordilleras? Busca ejemplos que podrían ser explicados así y otros que no.
¿QUÉ FUERZA GIGANTESCA PODÍA IMPULSAR A LOS CONTINENTES? Cuando Wegener propuso su teoría no se conocían: la estructura interna de la Tierra el relieve de los fondos oceánicos
Por esas razones Wegener no supo explicar la naturaleza de las fuerzas que mueven a los continentes. Sin embargo, Wegener presentó una cantidad abrumadora de pruebas de la movilidad continental que siguen siendo válidas en la actualidad.
Encaje de los continentes en Pangea. El encaje es mejor entre las plataformas continentales que entre las costas. ¿Por qué?
Distribución de Mesosaurus, un reptil fósil. ¿Cómo explicarla desde la deriva de los continentes? ¿Y desde el fijismo, dominante en la época?
Cordilleras de igual edad y estructura a ambos lados del Atlántico.
Distribución de los yacimientos de diamantes en América del Sur y África.
Distribución del hielo glaciar hace 300 millones de años (glaciación permocarbonífera).
3. TEORÍA DE LA TECTÓNICA DE PLACAS
Las expediciones oceanográficas llevadas a cabo a partir de 1925 permitieron conocer el relieve submarino mediante el uso del sonar. Anteriormente ya se hicieron sondeos con cable.
Se produjeron dos descubrimientos: La existencia de dorsales La existencia de fosas
a: hasta 200 m de profundidad b: 200 – 3000 m de profundidad c: 2000 – 6000 m de profundidad f: 3000 m de altitud g: hasta 11022 m de profundidad
En el centro, la dorsal tiene un valle formado por fallas normales (rift valley). El eje de la dorsal está segmentado por fallas perpendiculares a su dirección: las fallas transformantes.
ESTRUCTURA DE UN SEGMENTO DE DORSAL OCEÁNICA Fallas normales. b ESTRUCTURA DE UN SEGMENTO DE DORSAL OCEÁNICA Fallas normales. Falla transformante.
En el valle central (rift valley) hay una intensa actividad volcánica y el gradiente geotérmico es el más elevado de la Tierra. Dive and discover: mid – ocean ridges
Lavas almohadilladas: son típicas de las erupciones volcánicas submarinas. Su consolidación forma el basalto característico de la corteza oceánica. ¿Por dónde crees que sale la lava?
¿Qué relación existe entre la edad de los basaltos del fondo oceánico y la distancia a la dorsal?
El grosor de la capa de sedimentos se incrementa a medida que nos alejamos de la dorsal. ¿Sabrías decir por qué?
Características de las dorsales oceánicas: Tienen un valle central o rift valley. Están desgarradas por fallas transformantes Hay un intenso volcanismo. Gradiente geotérmico más alto de la Tierra. Edad creciente de los basaltos del fondo oceánico a medida que nos alejamos del eje de la dorsal. Grosor creciente de la capa de sedimentos a medida que nos alejamos del eje de la dorsal. Localización de los focos sísmicos en las fallas transformantes. - Bandeado magnético a ambos lados de la dorsal.
Falla de desgarre. Falla transformante. Las fallas transformantes son fallas de desgarre que afectan a una dorsal. ¿Dónde están los epicentros de los terremotos en una falla de desgarre Y en una falla transformante?
Bandeado magnético en el fondo del Atlántico al sur de Islandia. En marrón: anomalías positivas del campo magnético. En blanco: anomalías negativas del campo magnético. Las bandas marrones y blancas se distribuyen simétricamente respecto al eje de la dorsal.
El magma rico en mineral de hierro se magnetiza según la polaridad del campo magnético vigente en ese momento. Una vez consolidado, se conserva la polaridad.
Las pruebas obtenidas encajan en la teoría de la extensión de los fondos oceánicos (Harry Hess, 1962): “Las dorsales oceánicas son los lugares donde se crea nueva litosfera oceánica a partir de magmas procedentes del interior.” Las dorsales son límites divergentes.
E A D B C TEORÍA DE LA EXTENSIÓN DEL FONDO OCEÁNICO
Fallas normales A D B C
Nombra A, B, C, D y E. Las dorsales son una elevación del fondo oceánico sobre las llanuras abisales. ¿Cuál crees que es la causa de la elevación? ¿Por qué el valle de rift está formado por fallas normales? ¿Cuál es la causa de la separación entre Sudamérica y África (o entre Norteamérica y Eurasia)?
Fíjate en la edad de las rocas de la litosfera del océano Atlántico Fíjate en la edad de las rocas de la litosfera del océano Atlántico. ¿Por qué crees que no supera los 180 millones de años?
La edad máxima de las rocas nos indica cuándo se inició la fragmentación de Pangea en la zona en la que nace el océano Atlántico. Veamos cómo se fragmenta un continente:
fracturación y el comienzo del volcanismo. Litosfera continental Manto sublitosférico El ascenso de roca caliente del manto y su fusión cerca de la superficie produce el abombamiento de la litosfera continental, su fracturación y el comienzo del volcanismo.
El estiramiento de la corteza produce una serie de fallas normales que configuran un valle escalonado o rift continental con gran actividad volcánica.
Se ensancha el rift continental y se forma un mar lineal. Se inicia la formación de litosfera oceánica.
La extensión del fondo oceánico continúa y se forma un océano.
Identifica sobre este mapa de África las etapas de: Rift continental Mar lineal
La extensión de los fondos oceánicos genera un exceso de litosfera oceánica que tiene que ser destruido en alguna parte. Las fosas son objeto de una paradoja: a pesar de encontrarse cerca de los continentes no se han rellenado de sedimentos. ¿Cómo es esto posible?
1º. Todos los focos sísmicos están al oeste de la fosa. 2º. Los epicentros más alejados de la fosa son los de terremotos de foco más profundo. 3º. Los epicentros más cercanos a la fosa corresponden a terremotos de foco superficial. Representa los focos sísmicos sobre la sección del terreno A-A’. ¿Qué puede significar esa disposición de los focos? A A’
Las zonas de subducción son límites convergentes en los que hay intensa sismicidad y actividad volcánica. ¿Cuál es la causa de ambas?
En las zonas de subducción se pueden producir tres tipos de convergencia: 1. convergencia continental-oceánica 2. convergencia oceánica-oceánica 3. convergencia continental-continental
CONVERGENCIA LITOSFERA CONTINENTAL – LITOSFERA OCEÁNICA. ¿Dónde se da actualmente esta situación? ¿Qué sucede con los sedimentos del fondo oceánico? ¿Qué es la obducción?
CONVERGENCIA LITOSFERA OCEÁNICA – LITOSFERA OCEÁNICA. ¿Dónde se da actualmente esta situación? ¿Qué sucede con los sedimentos del fondo oceánico? ¿Qué origen tiene el arco de islas?
CONVERGENCIA CONTINENTAL – CONTINENTAL. ¿Dónde se da actualmente esta situación? ¿Cómo pueden llegar dos continentes a colisionar?
CIERRE DE LA CUENCA OCEÁNICA SUBDUCCIÓN LITOSFERA OCEÁNICA CIERRE DE LA CUENCA OCEÁNICA COLISIÓN CONTINENTAL
Algunos límites de placas no son divergentes (dorsales oceánicas) ni convergentes (zonas de subducción). Son las fallas transformantes o límites conservativos, en los que ni se crea ni se destruye litosfera oceánica. La falla de San Andrés es un límite de placas conservativo.
En los límites conservativos (fallas transformantes) se registra una gran sismicidad.
La litosfera está dividida en placas rígidas cuyos límites pueden ser dorsales, zonas de subducción o fallas transformantes.
La mayor parte de los terremotos se localizan en los límites de placas.
La mayor parte de los volcanes se localizan en los límites de placas.
Las placas se desplazan sobre los materiales dúctiles del manto sublitosférico. Los desplazamientos de las placas son causados por el calor del interior terrestre que origina corrientes de convección y por la energía gravitatoria.
El tamaño y la forma de las placas cambia con el tiempo. El número total de placas también cambia.
Los distintos procesos de la tectónica de placas se suceden formando un ciclo llamado ciclo de Wilson.
SÍNTESIS DE LA TEORÍA DE LA TECTÓNICA DE PLACAS La litosfera se encuentra dividida en un conjunto de fragmentos rígidos denominados placas litosféricas. Los límites de las placas litosféricas pueden ser de tres tipos: dorsales, zonas de subducción o fallas transformantes. Los límites de las placas son las zonas de la Tierra en las que existe mayor actividad geológica. Las placas se desplazan sobre los materiales dúctiles del manto sublitosférico. Los desplazamientos de las placas son causados por el calor del interior terrestre y la energía gravitatoria. La litosfera oceánica es renovada continuamente, mientras que la litosfera continental tiene un carácter más permanente. A lo largo de la historia de la Tierra no solo ha cambiado la posición de las placas litosféricas o su forma y tamaño, sino también su número.