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BLOQUE III. LAS CAPAS SÓLIDAS DE LA TIERRA
- Morfología de la superficie terrestre.
- Estructura interna de la Tierra.
- Estructura y composición de la corteza.
- Estructura y composición del manto.
- Estructura y composición del núcleo.
MORFOLOGÍA DE LA SUPERFICIE TERRESTRE
La presente distribución de continentes y océanos y los rasgos mayores de la superficie terrestre presentan un gran interés geológico, ya que son el reflejo de procesos que tienen lugar en el interior y exterior de la Tierra, y de la dinámica de ésta. Ambos tipos de áreas se diferencian, no solo por su morfología, sino también por su composición y estructura; en este sentido, conviene destacar que la definición geológica de continente no coincide exactamente con la geográfica. Así cualquier área emergida que contenga una parte superior constituida por granito o gneis (cubiertos o no por rocas sedimentarias) es un área continental, independientemente de su tamaño. La clasificación de la superficie terrestre sería:
ÁREAS CONTINENTALES 40%
(corteza continental)
ÁREAS OCEÁNICAS 60%
(corteza oceánica)
• Áreas continentales emergidas (29%) • Dorsales
• Anorogénicas. Alejadas de las zonas de
convergencia de las placas.
• Llanuras abisales
• Escudos • Fosas
• Cratones • Glacis o pendiente continenta
• Plataformas
• Orogénicas. Están en los límites de placas.
• Orógenos
• Áreas continentales sumergidas o bordes
continentales (11%)
• Tipo Atlántico
• Tipo Pacífico
• Margen asiático (Fosa, Prisma de acreción,
Arco insular, Cuenca marginal)
• Margen sudamericano
Áreas continentales (40%)
• Áreas continentales emergidas (29%). Se distinguen dos zonas:
• Anorogénicas. Son regiones que están alejadas de zonas de
convergencia de placas. Son relativamente estables, no llegan a ellas esfuerzos dirigidos (sobre todo de tipo compresivo) pero sí pueden verse afectados por esfuerzos distensivos y
movimientos verticales de ascenso y descenso. Se diferencian tres tipos:
• Escudos. Son zonas estables desde hace 600-550 Ma
(Cámbrico). No han sufrido orogenia y sólo ha habido una erosión. No han sido sometidos a esfuerzos dirigidos. La topografía es casi plana, llamada su superficie penillanura o superficie de erosión, que es discordante con el material que hay debajo, que suelen ser rocas ígneas o metamórficas muy deformadas. Antes de 600 Ma, estas zonas fueron orógenos y presentan fracturas. Aquí se han datado las rocas más antiguas que se conocen (3.800 Ma) y son las zonas más estables de los continentes, constituyendo los núcleos de los continentes, ya que a partir de aquí se han ido desarrollando las otras áreas continentales. Los escudos están en Canadá, EEUU, Brasil, parte de la Antártida, Báltico, Liberia, Sahara, África Central, Sudáfrica y oeste de Australia. Son los núcleos de los continentes.
• Cratones. Son zonas estables desde hace 200 Ma y están algo
menos erosionados que los escudos. Presentan relieves ya que hay materiales resistentes que todavía no se han erosionado, como rocas ígneas o metamórficas (como la cuarcita y el gneis). Es un relieve constante formado por colinas y valles y se denomina relieve apalachiense. Los cratones están en el oeste de España, centro de Europa, China, Apalaches y Australia.
• Plataformas. Presentan series sedimentarias marinas
originadas por movimientos pirogénicos: movimientos de ascenso y descenso. Son relieves que se encuentran sobre escudos y cratones. En determinados momentos el escudo o el cratón quedan por debajo del nivel del mar y la superficie de erosión es una plataforma marina sobre la que se depositan materiales sedimentarios, denominados series de plataforma, y que se disponen horizontalmente. En este proceso llega un momento en el que se levanta y los materiales quedan por encima del nivel del mar y se tienen materiales horizontales encima del escudo o cratón, que no se han deformado por esfuerzos. Ahora actúan agentes geológicos externos que deforman los materiales y se forma un relieve tabular. La plataforma es plana y a esta estructura se le llama llanura estructural y es debida a la estratificación. A veces, estos relieves presentan alternancia de rocas calizas y margas y se forman mesas. En cambio, si hay series de areniscas se forman superficies planas debido a la estratificación y se llaman llanuras estructurales. Las plataformas bordean los escudos y están situados en la Pampa Argentina, África, Rusia, centro Australia.
• Orogénicas. Son cordilleras de plegamientos recientes. Zonas
afectadas por esfuerzos dirigidos desde hace 200 millones de años. Están situados en límites convergentes de placas (límites destructivos) y se sitúan bordeando al Pacífico en dirección este-oeste perpendicular a los escudos. Son relieves muy complicados.
• Orógenos. Se forman por una primera fase de compresión en
la que las cortezas se acortan, y se producen procesos de
subduce (corteza oceánica); a estos materiales se les denomina complejo ofiolítico. A veces llega a aflorar por encima del nivel del mar y se forma un arco tectónico. A veces hay, a continuación, una cuenca marginal.
• Arco insular: consta de dos tipos de relieve: arco no
volcánico (volcanes inactivos) y arco volcánico (constituido por volcanes activos) que al emerger forman islas.
• Cuenca marginal: es una depresión donde van a parar los
materiales sedimentarios procedentes de la erosión del arco insular. Pueden ser o no profundas. Pueden constituir un margen atlántico o un mar poco profundo como el mar de Indonesia.
• Margen sudamericano. Se diferencia del anterior en que el
arco insular está adosado al continente y no existe cuenca marginal. Es un estado más evolucionado de la formación del relieve. La fosa está junto al continente.
Áreas oceánicas (corteza oceánica) 60%. Los relieves están desarrollados sobre la corteza oceánica y a ella pertenecen:
• Llanuras abisales: son relieves de origen volcánico, se originan al
ascender el material caliente (pluma) porque está más caliente que la zona de los lados. Este material asciende lentamente originando cerca de la superficie un abombamiento, lo que produce fracturas que disminuyen la presión a la que está sometida el material. Se diferencian varios tipos:
• Mesetas oceánicas: son zonas abombadas relativamente
grandes de más de 1.000 km de diámetro y suelen tener forma bastante irregular, se debe a la llegada de material caliente muy profundo pero que no ha llegado a salir al exterior. Un ejemplo serían las Galápagos, Cabo Verde, Salomón.
• Montes o colinas submarinas: son relieves mucho más
pequeños, de 10-15 km de diámetro. Generalmente tienen forma cónica ya que son de origen volcánico. Son muy frecuentes y a veces están sobre las mesetas. Tienen alturas
Arco insular y Fosa
variables pero no llegan sobre el nivel del mar. Si llegan a salir se las denomina islas volcánicas, con forma, extensión y composición variable.
• Atolones: son islas arrecifales con forma anular y son
frecuentes en el pacífico central. Cuando la isla se está hundiendo el arrecife sigue creciendo y se mantiene entre dos aguas. Llega un momento en el que la isla está en el fondo oceánico y el arrecife por encima. Tiene forma de anillo y las paredes exteriores están muy verticales ya que las olas rompen la caliza. Las paredes internas están más resguardadas y esta zona está a poca profundidad porque crecen organismos y porque los materiales que rompen las olas caen al centro del anillo, formando el Laggon o laguna. Los atolones suelen tener aberturas porque el agua salta por encima de la laguna y rompe parte del arrecife.
• Guyots: son montes submarinos de forma tronco-cónica. En su
superficie se han encontrado corales y tienen su techo a unos 2.000 m. se cree que están en zonas subsidentes y son muy frecuentes en el Pacífico. Son islas que se han hundido.
• Dorsales asísmicas o secundarias: constituidas por un conjunto
de colinas e islas volcánicas unidas por materiales sedimentarios. Forman alineaciones y a veces un conjunto irregular. Son asísmicas porque en ellas no hay movimientos sísmicos, pero son de origen volcánico. En el interior de las placas suele haber manifestaciones volcánicas debido al material ígneo bastante profundo. Este material que llega en forma de columna se llama pluma o penacho, y si sale al exterior se llama punto caliente. La salida de este material origina conos volcánicos e islas volcánicas. Las dorsales están más o menos alineadas porque la pluma se desplaza por las placas oceánicas. Al moverse originan guyots y así se tienen las dorsales alineadas.
• Dorsales oceánicas: cubren cerca del 23% de la superficie terrestre y
son los relieves más extensos que existen. Son cordilleras submarinas de origen volcánico donde hay gran cantidad de movimientos sísmicos. Están situadas en los límites constructivos de placas o divergentes (donde se están separando) y las dorsales dividen en dos partes a los océanos. Se considera una cadena continua de más de 70.000km.
La anchura de las dorsales es variable (1.000-4.000 km) y la altura también (1.000-3.000 m). La forma está abombada y el relieve está formado por una serie de fallas normales que originan: Zonas elevadas (crestas) llamadas Horst oceánico, presente en la zona del Pacífico. El eje de la dorsal suele estar desplazado por fallas transformantes. Zonas deprimidas (valles) llamadas Rift oceánico, presente en el Atlántico y el Índico. Este relieve suele ser casi simétrico respecto de una zona central, que es el eje de la dorsal, un valle central de 3.000-3.000 m de profundidad y 15-20 km de anchura.
▲ A continuación llegan las ondas S , secundarias o transversales que
provocan el movimiento perpendicular de las partículas a la dirección de propagación de la onda.
▲ Por último, llegan las ondas L y R que provocan diferentes
movimientos y que puesto que no atraviesan la Tierra no les prestamos atención.
Tomografía sísmica. Semejante a la técnica que utilizan los escáner. Se estudian muchos terremotos que pasan por la misma zona, se procesan los datos y se está observando que no hay zonas calientes en el interior y frías en el exterior sino que están mezcladas.
En el interior de la Tierra hay una serie de cambios, a los cambios bruscos se le llaman discontinuidades y sirven para dividir el interior de la Tierra. La discontinuidad de Mohorovicic o Moho (en honor a su descubridor Andrija Mohorovicic), separa los materiales de la corteza de las rocas de composición diferente del manto subyacente. Para definir esta discontinuidad se baso en las velocidades de las ondas sísmicas. Cuando las ondas llegan a profundidades de 25-70 km en corteza continental y de 6- km en corteza oceánica aumenta la velocidad
ESTRUCTURA Y COMPOSICIÓN DE LA CORTEZA
Es la capa más superficial. Se forma en las dorsales y se destruye en las fosas oceánicas. Está separada del manto externo por la discontinuidad de Mohorovicic. La corteza oceánica tiene una profundidad de 6-12 km y la continental 20-70 km. La corteza puede dividirse en: Corteza oceánica: está estratificada en 3 niveles:
• Capa 1: es la capa más externa, constituida por material
sedimentario no consolidado. Su potencia suele ser de 1.300 m, pero es muy variable es mayor en los bordes y menor hacia el centro de la corteza. No existe en la parte de las dorsales (materiales más antiguos en los bordes y más modernos en las dorsales).
• Capa 2: constituida por material volcánico (basaltos) que se
encuentran en la parte superior en forma de coladas y en la parte inferior está relleno de diques. Presenta materiales metamorfizados por metamorfismo hidrotermal.
• Capa 3: constituida por material plutónico (gabros, peridotitas,
etc.). Presenta materiales metamorfizados por metamorfismo hidrotermal.
Dentro de la corteza oceánica nos encontramos:
• Llanura abisal.
• Dorsales.
• Corteza continental: hasta la década de los 70 se había separado en
dos niveles, sial y sima (parte superior de granito e inferior basáltica). Ahora se ha visto que no existen como tal. Con el estudio de las ondas sísmicas se ha sabido que la corteza continental es un conjunto
caótico de rocas plutónicas, volcánicas y sedimentarias metamorfizadas en distintos grados de intensidad. En función del grado de metamorfismo, dividimos a la corteza continental en:
• Nivel inferior: los materiales están afectados por un metamorfismo
leve.
• Nivel intermedio: los materiales están afectados por un
metamorfismo medio. Son materiales ácido-neutros. Granito, sienita, gneis y migmatita.
• Nivel superior: metamorfismo de grado alto o ultrametamorfismo.
Encontramos peridotitas, granulitos, etc. Esta zona es muy dúctil.
Mientras que la corteza oceánica tiene una composición química relativamente homogénea, la corteza continental consta de muchos tipos de rocas. Las rocas continentales tiene una densidad media de unos 2,7g/cm 3 , las oceánicas son más densas y jóvenes.
Corteza continental Corteza oceánica
• No estratificada • Estratificada
• Rocas ácidas • Rocas básicas
• Densidad 2,7g/cm^3 • Densidad 3g/cm^3
• Rocas desde 3.800Ma • Rocas más antiguas de 180Ma
• Velocidad crecimiento lenta (40%
• Velocidad crecimiento rápido (60%)
• Distribución por edades: las
rocas más antiguas están en el centro (escudo)
• Distribución por edades: las rocas
más antiguas están en los bordes y las más modernas en las dorsales.
• Los materiales “parchean” a los
más antiguos
• Los materiales se van adosando por
el centro formando bandas lineales
• Origen: a partir de litosfera
oceánica
• Origen: a partir de materiales del
manto
ESTRUCTURA Y COMPOSICIÓN DEL MANTO
Más del 82% del volumen de la Tierra está contenido en el manto, una envoltura rocosa sólida que se extiende hasta una profundidad de 2.900km. El límite entre la corteza y el manto representa un cambio de composición química. El tipo de roca dominante en la parte superior del manto es la peridotita. A mayor profundidad, la peridotita cambia y adopta una estructura cristalina más compacta y, por tanto, una mayor densidad. El manto se divide en mesosfera o manto inferior, que se extiende desde el límite núcleo-manto hasta una profundidad de 660km; y la astenosfera o manto superior, que continúa hasta la base de la corteza. A profundidad de unos 410 km se produce un aumento relativamente abrupto de la velocidad sísmica.
