Tectónica global I Créditos Autoría de la presentación en Power Point: Juan Ignacio Noriega Iglesias Texto (con modificaciones) e imágenes procedentes de: Biología y Geología – Proyecto ECOSFERA – 4ESO Autores: Emilio Pedrinaci Rodríguez, Concha Gil Soriano. Editorial: SM Madrid, 2003 ISBN 84-348-9275-8 Excepto las siguiente imágenes, propiedad de Juan Ignacio Noriega Iglesias: diapositiva 2. El resto de las imágenes procede de diversas fuentes en Internet.

¿Se mueven los continentes ¿Se mueven los continentes? Cambios en la distribución de tierras y mares Si encontramos fósiles de seres vivos marinos en los Picos d’Europa, esto quiere decir que antiguamente fueron sedimentos marinos Como los fósiles fueron seres vivos, ocuparon un determinado hábitat, por lo que su hallazgo indica algo sobre los ecosistemas en que vivieron Los Picos d’Europa desde Les Arriondes Conocida la facies de la caliza que forma los Picos, podremos saber qué tipo de sedimentos eran, cómo y cuando se convirtieron en roca sedimentaria Facies: conjunto de características paleontológicas (fósiles) y litológicas (forma, tamaño, disposición de los granos, composición mineralógica) que ayuda a conocer dónde, cómo y cuando se originó un estrato o conjunto de estratos de rocas sedimentarias La presencia de fósiles marinos en zonas continentales indica que fueron zonas sumergidas Una zona marina puede llegar a ser continental o viceversa porque… Conocida la facies de un estrato o de un conjunto de estratos de roca sedimentaria, podemos conocer qué tipo de sedimentos y en que ambiente se convirtieron en esa rocas o rocas …ha bajado o subido el nivel del mar …ha subido o bajado el continente …han ocurrido ambos procesos

Hace 10 m. a. la línea de costa estaba mucho más lejos que la actual ¿Se mueven los continentes? Cambios en la distribución de tierras y mares Cambios en el nivel del mar Hace 10 m. a. la línea de costa estaba mucho más lejos que la actual Cambios en el nivel del mar en tiempo geológico (miles o m. a.): movimientos eustáticos producidos por… …variación en el volumen de agua de los océanos, producida, a su vez, por… …glaciaciones, que convierten parte del agua del mar en hielo, disminuyendo el volumen de agua líquida (descensos eustáticos de hasta 100 m con respecfto a nivel acutal) …interglaciaciones, que producián un incremento en al agua líquida (ascensos de hasta 80 m con respecto al nivel actual) …variaciones en la forma de las cuencas oceánicas (cuencas de sedimentación) (variaciones en el nivel del mar de hasta 350 m)

¿Se mueven los continentes ¿Se mueven los continentes? Cambios en la distribución de tierras y mares Cambios isostáticos (I) Rasa costera (antigua plataforma de abrasión) Actual plataforma de abrasión Ría de Vigo: valle fluvial invadido por el mar Rasa costera de Gran Canaria (costa norte) Hay litorales en los que el mar ha penetrado en los valles fluviales, formando rías o fiordos: costas de hundimiento Hay litorales en los que el mar se ha retirado, formándose rasas costeras y playas levantadas: costas de emersión Estas situaciones no pueden ser explicadas sólo desde el punto de vista eustático, pues la comunicación entre todos los mares causaría iguales procesos en todo el planeta

¿Se mueven los continentes ¿Se mueven los continentes? Cambios en la distribución de tierras y mares Cambios isostáticos (II) La existencia simultánea de costas de emersión y de hundimientos se explica por la teoría de la isostasia Materiales más densos que los bloques continentales Materiales más densos que los bloques continentales Los bloques se hundirán o elevarán en función de su masa (efecto iceberg) Si el bloque sufre erosión o está cubierto de hielo y éste se derrite, pierde masa y se eleva Si el bloque recibe materiales procedentes de la erosión de otra zona o sobre él se forma un casquete glaciar, se hunde (subsidencia) Para que esto suceda, los bloques han de estar “flotando” sobre materiales más densos El resultado de estos movimientos es el equilibrio isostático

¿Se mueven los continentes ¿Se mueven los continentes? Cambios en la distribución de tierras y mares Cambios isostáticos (III) Estas curvas de nivel representan el ascenso en cm/siglo que está teniendo lugar en la península de Escandinavia en los últimos 10.000 años, aunque los antiguos valles glaciares han sido invadidos por el mar, originándose fiordos Esta península estuvo cubierta por un casquete glaciar de considerable espesor. Hace poco más de 10.000 años el hielo comenzó su fusión y la península está aún recuperando su equilibrio isostático Los cambios eustáticos y los isostáticos modifican la distribución de tierras y mares en el planeta

¿Se mueven los continentes ¿Se mueven los continentes? Cambios en la distribución de tierras y mares ¿Dónde será más profunda la corteza terrestre? (I) La corteza terrestre no tiene el mismo grosor en todos los lugares. Esta ilustración muestra dos posibles situaciones según se alcance la máxima profundidad: Bajo la cordillera (A) Bajo la llanura (B) ¿Qué situación es la más correcta? ¿Por qué?

¿Se mueven los continentes ¿Se mueven los continentes? Cambios en la distribución de tierras y mares ACTIVIDADES (I) 2.-¿Qué han debido analizar los geólogos para reconstruir el mapa que podría haber tenido la península Ibérica hace 10 m. a? 3.-¿Por qué decimos que los cambios eustáticos afectan a todo el planeta de manera similar, mientras que los cambios isostáticos no?

¿Se mueven los continentes ¿Se mueven los continentes? Cambios en la distribución de tierras y mares El rompecabezas continental (I) A comienzos del siglo XX, los científicos ya sabían que los continentes sufrían movimientos de ascenso o descenso (la teoría de la isostasia es de fines del siglo XIX) La idea de que los continentes se podían haber movido ya estaba en mente de muchos científicos al observar la semejanza entre las costas del oeste africano y del este suramericano y la continuidad de algunas formaciones rocosas en ambos continentes Humboldt, 1801) Frank Taylor ya había propuesto (1910) la hipótesis de la movilidad continental El meteorólogo alemán Alfred Wegener publicó en 1915 Die Entstehung der Kontinente und Ozeane (El origen de los continentes y los océanos), obra en la que proponía que los continentes sufrían también otros movimientos de deriva y que anteriormente habían constituido una única masa continental denominada Pangea. Este movilismo encontró una fuerte oposición en geofísicos ilustres como Harold Jeffreys Alfred Wegener en la Antártida

¿Se mueven los continentes ¿Se mueven los continentes? Cambios en la distribución de tierras y mares El rompecabezas continental (II) Reconstrucción de Pangea II elaborada por Snider en 1858 Reconstrucción de Pangea II elaborada por Baker entre 1911 y 1928

El supercontinente Pangea II propuesto por Wegener ¿Se mueven los continentes? Cambios en la distribución de tierras y mares El rompecabezas continental (III) Argumentos de Wegener (I) Argumentos geográficos: la coincidencia imperfecta entre los litorales de los continentes al final del Carbonífero (hace 290 m. a.)  Pangea El supercontinente Pangea II propuesto por Wegener Versión actual de Pangea según el ajuste informático de Bullard (1964) con las líneas de plataforma continental. Nótese la ausencia de Islandia (círculo) La mayor oposición de Jeffreys fue precisamente por los importantes errores (de hasta 600 km) que se daban en el acoplamiento de los continentes propuesto por Wegener

¿Se mueven los continentes ¿Se mueven los continentes? Cambios en la distribución de tierras y mares El rompecabezas continental (IV) Argumentos de Wegener (II) Argumentos petrológicos: Wegener utilizó los datos sobre distribución de rocas que ya eran conocidos, distribuciones que se continuaban al encajar Suramérica y África Estudios más actuales han confirmado la correlación entre determinados espesores de rocas sedimentarias en Suramérica y África hasta que se separaron (bifurcación superior)

¿Se mueven los continentes ¿Se mueven los continentes? Cambios en la distribución de tierras y mares El rompecabezas continental (V) Argumentos de Wegener (III) Reconstrucción de Gondwana en el Permo-Triásico, donde se aprecian las áreas afectadas por la glaciación (Windley, 1978). Argumentos paleoclimáticos: Wegener utilizó rocas sedimentarias como indicadores climáticos: tillitas (glaciarismo), yesos y halitas (clima árido), carbones (clima tropical húmedo)

¿Se mueven los continentes ¿Se mueven los continentes? Cambios en la distribución de tierras y mares El rompecabezas continental (VI) Argumentos de Wegener (IV) Argumentos paleontológicos: Wegener estudió la distribución de restos fósiles de organismos cuya presencia en lugares muy distantes resulta difícil de explicar, salvo que en la época en que vivieron estuviesen próximos Reconstrucción paleográfica del Pérmico, mostrando un gran mar epicontinental que cubre parte de Sudamérica y África (apud Cooper y Kensley, 1984). CO: conexión oceánica.

¿Se mueven los continentes? Teoría de la deriva continental Con los argumentos vistos hasta ahora, Wegener elaboró su Teoría de la Deriva Continental, con los siguientes postulados: En el pasado todas las tierras emergidas estuvieron unidas formando un gran continente denominado Pangea Pangea se fracturó en varias partes que se desplazaron sobre los océanos y hoy constituyen los continentes En el frente de avance de estos fragmentos se formarían unas arrugas, que serían las cordilleras Pero Wegener desconocía cuál era la causa de los movimientos de estos fragmentos, aunque propuso… Uno de los dos errores fundamentales de Wegener Otro de los dos errores básicos de Wegener …la fuerza centrífuga debida a la rotación terrestre, que desplazaría a estos fragmentos hacia el ecuador …el frenado producido por las atracciones de Sol y Luna Wegener murió en 1930, en la Antártida, sin que su teoría fuese aceptada y sin saber que había sentado las bases para la actual Teoría de la Tectónica de Placas

¿Se mueven los continentes? ¿Cómo son los fondos oceánicos? (I) Aunque en la década de 1940 no se sabía casi nada sobre los fondos oceánicos, pronto cambiaría la situación. A los intereses militares por tener mapas topográficos del océano y a los económicos (se sospechaba que había importantes yacimientos de petróleo en el subsuelo marino), se sumó el interés científico. Dos razones científicas destacaban: Los océanos cubren el 71 % de la superficie del planeta. No es posible comprender lo que ocurre en él desconociendo lo que hay bajo las aguas. Se esperaba encontrar, capa sobre capa, depósitos de materiales desde hace 4000 m. a. hasta la actualidad. Parecía razonable que así fuera. Si desde el principio de los tiempos los ríos, los glaciares y el viento habían transportado sedimentos al mar, deberían encontrarse estratos correspondientes a todo el pasado terrestre, cada uno de los cuales contendría fósiles de la época en que se depositó. Serían como las páginas de un libro en las que estuviese escrita la historia del planeta.

¿Se mueven los continentes? ¿Cómo son los fondos oceánicos? (II) El estudio de los fondos oceánicos dio buenos resultados La relativa juventud de los fondos oceánicos en comparación con las rocas de los continentes (nada más antiguo de 200 m. a.) La existencia de la dorsal oceánica La escasez de sedimentos y su extraña distribución (encontrándose espesores 15 veces menores y ausencia total en la zona de la dorsal)

¿Se mueven los continentes. ¿Cómo son los fondos oceánicos ¿Se mueven los continentes? ¿Cómo son los fondos oceánicos? (III) Actividad Según el principio de superposición de los estratos, los materiales más modernos se depositan sobre otros más antiguos. En la imagen se observa un detalle del fondo oceánico representado en el dibujo superior. A) ¿Qué edad tendrá el estrato 3? B) ¿Qué edad tendrán los sedimentos más superficiales que se encuentran en los fondos oceánicos?

¿Se mueven los continentes. ¿Cómo es el interior terrestre ¿Se mueven los continentes? ¿Cómo es el interior terrestre? (I) Algunos datos La densidad media de las rocas continentales es = 2,7 g/cm3 y como se conoce la masa y el volumen de la Tierra, su densidad media es = 5,5 g/cm3, lo que implica que el interior terrestre tiene densidades entre 9 y 13 g/cm3 Las profundas galerías de las minas están a mayor temperatura que la superficie y el magma que sale en los volcanes está a unos 1000 ºC Hay certeza de que la Tierra tiene su propio campo magnético (brújula) dipolar, de lo que se deduce que debe haber un núcleo metálico que produce este campo magnético La Tierra está distribuida interiormente en capas, lo que se ha demostrado mediante el estudio de la propagación de las ondas sísmicas por el interior del planeta

¿Se mueven los continentes. ¿Cómo es el interior terrestre ¿Se mueven los continentes? ¿Cómo es el interior terrestre? (II) Composición de la Tierra (I) Cambios bruscos en la velocidad de las ondas sísmicas por el interior del planeta se interpretan como discontinuidades, es decir, cambios en la composición y estado de los materiales que forman las diferentes capas Discontinuidad de Mohorovicic: separa la corteza del manto Discontinuidad de Gutenberg: separa el manto del núcleo externo Discontinuidad de Lehman: separa el núcleo externo del núcleo interno

¿Se mueven los continentes. ¿Cómo es el interior terrestre ¿Se mueven los continentes? ¿Cómo es el interior terrestre? (III) Composición de la Tierra (II) Modelo geoquímico La corteza continental tiene un espesor medio de 35 km, con dominio de granitos y gneisses cubiertos de sedimentos La corteza oceánica tiene un espesor medio de 8 km, con dominio de basaltos cubiertos de sedimentos El manto tiene un espesor de casi 2900 km, con dominio de peridotita El núcleo es la esfera central, compuesto por una aleación de hierro y níquel Nombres de las capas consideradas en el modelo geoquímico

¿Se mueven los continentes. ¿Cómo es el interior terrestre ¿Se mueven los continentes? ¿Cómo es el interior terrestre? (IV) Composición de la Tierra (III) Modelo geodinámico Litosfera = corteza + parte superior del manto superior Litosfera continental: espesor de 100-200 km Litosfera oceánica: espesor de 50-100 km Astenosfera: capa plástica, de irregular espesor y en estado de semifusión, situada bajo la litosfera, que llega hasta los 670 km de profundidad Mesosfera: comprende el resto del manto situado bajo la astenosfera. Es también una capa plástica y llega hasta la discontinuidad de Gutenberg Núcleo externo: situado bajo la mesosfera, llega hasta la discontinuidad de Lehman. Es una capa fluida Nombres de las capas consideradas en el modelo geodinámico Núcleo interno: comprende el resto del núcleo y es sólido