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1. LA TIERRA.
1.1. FORMACIÓN DE LA TIERRA.
Hace unos 4.600 millones de años , se produjo una concentración de polvo y gases en forma de nube ( nebulosa ) en una parte de la Vía Láctea (nuestra galaxia). La nube se contrajo debido a la onda expansiva de la explosión de una supernova cercana y dio lugar a una esfera incandescente en el centro de la nebulosa. Allí los núcleos de los átomos de hidrógeno comenzaron a fusionarse y a formar helio liberando una enorme cantidad de energía. De esta forma nació el Sol. Los materiales dejados por el Sol chocaron y se agruparon en rocas cada vez más grandes que giraban alrededor de él debido a su atracción gravitatoria. Estas agrupaciones se convirtieron en los inicios de los planetas rocosos , incluida la Tierra. Los materiales de la Tierra se fundieron debido el impacto de fragmentos rocosos, la contracción gravitatoria y la desintegración radiactiva de algunos materiales. En este planeta fundido se originó una diferenciación por densidad de sus materiales:
- El hierro fundido más pesado se hundió y formó el núcleo del planeta. Los materiales de la Tierra se fundieron debido a diversas FUENTES DE CALOR CHOQUE DE ROCAS DESINTEGRACIÓN RADIACTIVA CONTRACCIÓN GRAVITATORIA
IES LA PUEBLA CULTURA CIENTÍFICA 1 º BACHILLERATO
TEMA 1: TECTÓNICA DE PLACAS
- Los materiales rocosos, más ligeros, formaron las capas externas. De ellos, los más densos quedaron en la zona centro formando el manto , y los más ligeros ascendieron formando la corteza. 1.2. ESTUDIO DE LA TIERRA. MÉTODOS DIRECTOS. 1 - Sondeos perforaciones de pequeño diámetro, (entre 65 y 140 mm) que, aunque no permiten la visión "in situ" del terreno, de ellos se pueden obtener testigos del terreno perforado, así como muestras, y realizar determinados ensayos en su interior.
3/4- Densidad y Gravedad: Método Gravimétrico, mide variaciones en el campo gravitatorio de la Tierra que surgen de las diferencias de densidad entre las rocas del subsuelo. Grandes cuerpos mineralizados poseen mayor densidad y aumentan la fuerza gravitatoria. 5 - Magnetismo terrestre, El método magnético mide las variaciones del campo magnético terrestre causadas por minerales magnéticos presentes en las rocas. 6 - Meteoritos, Son fragmentos rocosos que orbitan en el sistema solar. Se supone que se formaron del mismo material que la Tierra, por lo que su composición será similar.
7 - Ondas sísmicas, el estudio del desplazamiento estas ondas naturales o artificiales al atravesar la Tierra permitió deducir la composición y estructura de su interior. 1.2.1. Tipos de ondas sísmicas Las ondas sísmicas se clasifican en internas y superficiales: a) Las ondas internas poseen poco poder destructivo y se utilizan en el estudio del interior de la Tierra. Son de dos tipos :
- Ondas P (primarias) son ondas longitudinales , dado que la masa de roca es comprimida y dilatada en la dirección de la propagación de la onda. Se transmiten a través de cualquier tipo de material , líquido o sólido.
- Ondas S (secundarias) Son ondas transversales a la dirección de propagación. Su velocidad , menor que la de las ondas P, depende de la elasticidad de la roca. Solamente se propagan por medios sólidos. b) Las ondas superficiales. Se generan cuando las ondas P y S llegan a la superficie (el epicentro del terremoto). Se desplazan por la superficie a menor velocidad que las ondas S y son las que causan los daños en los terremotos. Son de dos tipos :
- Ondas Rayleigh (R). Se propagan por la superficie con un movimiento elíptico retrógrado en sentido opuesto al de su propagación.
- Ondas Love (L) se desplazan con un movimiento paralelo a la superficie y perpendicular a la dirección de propagación
1.2. 3. Modelos del interior de la Tierra La Tierra es un planeta estructurado en capas concéntricas. Se clasifican de acuerdo con dos criterios: El modelo geoquímico, la Tierra se divide en unidades geoquímicas de acuerdo con la composición química de los materiales: corteza, manto y núcleo. El modelo dinámico, tiene en cuenta que la presión y la temperatura afectan mucho al comportamiento mecánico, a la densidad y al estado fisicoquímico de los materiales del interior de la Tierra. Según este modelos las capas terrestres son la litosfera, la asfenosfera, la mesosfera o manto inferior y la endosfera, formada por el núcleo externo y el interno
2. LA DERIVA CONTINENTAL Desde la antigüedad se han enunciado numerosas teorías para explicar el relieve terrestre, según una de ellas el relieve se debía a que la Tierra, al enfriarse tras su formación, se había contraído y las arrugas más importantes originaron las montañas. 2.1 Alfred Wegener y la teoría de la Deriva de los continentes. En 1912 Wegener propuso una teoría que explicaba la forma de los continentes y su disposición geográfica, la formación de las montañas y la distribución mundial de la fauna y flora actual y de la fosilizada.
2.1.1. La Deriva Continental Según Wegener hace 300 m.a. todos los continentes estaban unidos formando un único supercontinente, al que llamó Pangea, que comenzó a romperse hace 200m.a. y los fragmentos viajaron a la deriva sobre el fondo oceánico, hasta alcanzar la posición actual. Al desplazarse, su zona frontal arrastró los sedimentos y los deformó plegándolos y formando cadenas montañosas como los Andes, originados por el desplazamiento de Sudamérica hacia el oeste. En 1915, Wegener publicó El Origen de los Continentes y de los Océanos , obra que tuvo muy poca aceptación. En los años siguientes aportó pruebas paleontológicas, paleoclimatológicas, mineralógicas, petrogenéticas y estructurales que mostraban el desplazamiento de los continentes, pero no pudo explicar qué fuerzas provocaban la deriva continental, aunque propuso diversas causas como la fuerza centrífuga debida a la rotación de la Tierra, el efecto de las mareas y la fuerza polar, que hacía que los continentes se movieran desde los polos al Ecuador. Ninguna de estas explicaciones convenció a la comunidad científica. 2.1.1 Pruebas de la teoría de la Deriva Continental a) Pruebas geográficas: La coincidencia en la forma de los continentes, especialmente de las plataformas continentales, indica que en el pasado estuvieron unidos. Esta coincidencia es mayor entre Sudamérica y África. b) Pruebas geológicas y tectónicas (estudia las estructuras geológicas producidas por deformación) : Si se unen África y Sudamérica se observa una coincidencia en los tipos de rocas y su edad. También se aprecia continuidad de estructuras (cadenas montañosas, línea de costa…)
- Los fondos oceánicos eran relativamente jóvenes (no había rocas de más de 180 m.a.) en contraste con la edad de la Tierra (4600 m.a.), la edad aumenta desde el Rift hacia el continente.
- La capa de sedimentos era casi inexistente en la dorsal y aumentaba de espesor hacia el continente. 3.2. La teoría de la Expansión de los Fondos Oceánicos. El análisis de estos datos llevó al profesor Henry Hess en 1962 a enunciar la teoría de la Expansión de los Fondos Oceánicos. Según Hess, los fondos oceánicos se creaban en las dorsales oceánicas a partir del magma procedente del manto, formando nueva litosfera oceánica que empujaba a la existente y separaba los márgenes continentales. Esta expansión era compensada por la destrucción de fondos en las fosas oceánicas donde se producía un fenómeno conocido como subducción. 3.2.1. La confirmación de la teoría El estudio del magnetismo remanente de las rocas del fondo oceánico corroboró la teoría. El uso de magnetómetros detectó un sistema de bandas magnéticas paralelas y simétricas a ambos lados desde el eje de la dorsal que presentan alternativamente polaridad normal (la actual) e inversa. Estas bandas se originan debido a que las lavas basálticas que aparecen en las dorsales contienen magnetita , mineral rico en hierro, que se orienta según la posición del campo magnético del momento. Cuando las rocas se enfrían los minerales férricos conservan la orientación. Dado que el campo magnético de la Tierra se ha invertido cada cierto tiempo, los fondos presentan bandas alternantes de una y otra polaridad. La presencia de estas bandas magnéticas en todos los océanos demostraba la creación de corteza en las dorsales y la expansión del fondo oceánico.
4. EL MOVIMIENTO DE LAS PLACAS LITOSFÉRICAS
4.1. La tectónica de placas una teoría globalizadora. En 1968 con las pruebas aportadas por la Deriva Continental y de la Expansión de los Fondos Oceánicos, Tuzo Wilson propuso la Teoría de la Tectónica de Placas según la cual:
- La superficie terrestre está dividida en placas rígidas denominadas placas litosféricas o tectónicas con un espesor medio de 100 km que se desplazan sobre el manto superior a una velocidad constante de varios centímetros al año. Estas placas pueden ser continentales, oceánicas o mixtas dependiendo del tipo de corteza que las forme. Las grandes placas son: Euroasiática, Norteamericana, Sudamericana, Africana, Indoaustraliana, Antártica y Pacífica Otras placas más pequeñas son: Nazca, Cocos, Placa del Caribe, Filipina, Iránica o Arábiga…
- Los límites entre placas coinciden con zonas de gran actividad : los cinturones sísmicos y volcánicos.
- Las grandes estructuras oceánicas como dorsales , las fallas de transformación (o fallas que cortan a las dorsales), las cadenas montañosas y los arcos de islas coinciden con los límites de placas en movimiento. La tectónica de placas es una teoría globalizadora que explica los procesos geológicos que tienen lugar en la superficie terrestre como consecuencia de la actividad interna del planeta. 4.2. ¿Por qué se mueven las placas? 1ª causa: las corrientes de convección del manto. El material rocoso del manto inferior, de la capa D, se calienta por el calor emitido por el núcleo externo, disminuye su densidad y asciende. Por el contrario, los materiales de la litosfera oceánica se enfrían, se vuelven más densos y se hunden en las zonas de subducción, en su descenso llegan a alcanzar la base del manto donde comienza el proceso.
5. ESTRUCTURAS GEOLÓGICAS CONSECUENCIA DEL MOVIMIENTO
ENTRE PLACAS
A. Arcos Isla. Son archipiélagos de islas volcánicas en forma de arco limitadas por una fosa oceánica como Filipinas, Japón, las Marianas, las Antillas o las Aleutianas. Se producen por subducción de una placa oceánica bajo otra oceánica, la placa que subduce se funde parcialmente y forma las islas volcánicas. Gran actividad volcánica y sísmica por fricciones y tensiones que fracturan y deforman la placa subducente. B. Fosas Oceánicas. Depresiones en forma de arco de unos 100km de anchura, más de 1500 km de longitud y hasta 11km de profundidad (en la fosa más profunda, fosa de las Marianas). Marcan la subducción de una placa oceánica bajo una continental u oceánica. Se produce destrucción de litosfera oceánica y ocurre gran actividad sísmica y volcánica por fusión parcial de la placa que subduce.
C. Fallas de transformación. Son fracturas de centenares o miles de kilómetros que desplazan fragmentos de dorsal oceánica. En ellas las placas se deslizan en horizontal, pero no se crea ni se destruye litosfera. Son lugares de intensa actividad sísmica. D. Puntos calientes. Zonas de salida de magma del manto, en forma de penachos o plumas, en medio de una placa tanto en litosfera oceánica (Hawai, Galápagos) como (Yellowstone). Originan volcanes aislados o alineados. E. Dorsales Oceánicas. Son grandes elevaciones en la litosfera oceánica. Pueden alcanzar 4000km de anchura por 2 de altura, algunas sobresalen en el océano y forman islas volcánicas como Ascensión o Santa Elena. En su zona central hay un surco, el Rift, un sistema de fracturas por el que asciende magma desde el manto y forma nueva litosfera oceánica que desplaza a la existente a ambos lados de la dorsal. Son zonas de intensa actividad volcánica fisural , pero también sísmica. F. Zonas de subducción con formación de cordilleras. Por subducción de una placa oceánica , más densa , bajo una placa continental. Son zonas de intensa actividad volcánica y sísmica. Estas cordilleras paralelas a la fosa oceánica se denominan orógenos térmicos o pericontinentales. Un ejemplo son los Andes, originados por subducción de la placa de Nazca bajo la Sudamericana. Cuando la subducción da
7. LA ACTIVIDAD EN LOS LÍMITES DE PLACAS.
La energía generada por el movimiento de las placas ( en límites constructivos o divergentes, destructivos o convergentes y neutros o transformantes ) se libera produciendo terremotos , mientras que el ascenso de magma en las dorsales y la fusión de placas en zonas de subducción genera volcanes. También en el interior de las placas tanto oceánicas como continentales, en los puntos calientes , se puede dar una gran actividad volcánica debido al ascenso de materiales desde el manto profundo. 7.1. Distribución mundial de la actividad volcánica y sísmica. Esta actividad tiene lugar principalmente en cuatro regiones:
- El cinturón de fuego del Pacífico : donde subducen las placas Pacífica , la de Nazca y la de Cocos. En esta zona se encuentran más de 2/3 de los volcanes de la Tierra y se han registrado los terremotos de mayor magnitud.
- La dorsal oceánica , estas estructuras se encuentran en todos los océanos y dan lugar a una cadena de volcanes submarinos que puede emerger formando islas volcánicas. Son zonas de registro constante de terremotos.
- El cinturón de alta sismicidad que se extiende desde las Azores y Gibraltar, atravesando el Mediterráneo hasta Indonesia. Con frecuentes terremotos y volcanes activos como el Vesubio, Estrómboli y Etna.
- El Valle del Rift Africano , con volcanes como el Kilimanjaro en Tanzania, y el Nyragongo y el Nyamuragira (volcán más activo de África) en la República Democrática del Congo. Cinturón de alta sismicidad Terremotos en el mundo Volcanes activos, placas tectónicas y anillo de fuego
8.3. Energía geotérmica en zonas volcánicas. Esta energía que surge del aprovechamiento del calor interno de la Tierra reduce el consumo de combustibles fósiles y emite muy poca cantidad de gases contaminantes. Se obtiene en zonas volcánicas como Filipinas, Costa Rica y especialmente Islandia y Nueva Zelanda. Hay dos tipos de yacimientos:
- Yacimientos geotérmicos de agua caliente: o cuando el agua no está muy caliente se conduce para calefacción urbana y rural, balnearios, piscifactorías, industrias… o Si el agua está muy caliente, el vapor se utiliza para obtener electricidad mediante turbinas. Ej: central de Nesjavellir (Islandia).
- Yacimientos de roca caliente seca; en zonas con rocas calientes a poca profundidad. Se inyecta agua fría por un tubo y, una vez calentada por la roca, se recupera por otro tubo.
