28 Ene
Hasta que en la década de 1960 se aceptó la teoría de la tectónica de placas, existieron numerosas controversias entre una mayoría de científicos que defendía la inmovilidad de los continentes (fijistas)
y quienes propugnaban que estos se habían desplazado grandes distancias a lo largo del tiempo (movilistas).
La suposición de que gigantescas masas, como los continentes, pudieran haberse desplazado miles de kilómetros parecía, en principio, descabellada, pero había indicios que apuntaban en esa dirección. El más sugestivo de ellos era el parecido entre las costas atlánticas de África y Sudamérica.
1.1.LA Hipótesis DE LA DERIVA CONTINENTAL El meteorólogo alemán Alfred Wegener fue el primero que reuníó pruebas para explicar el parecido entre ambos continentes y demostrar que ambos estuvieron unidos en el pasado. Descubríó que el encaje era mucho mejor si, en vez de por sus costas, se unían por sus plataformas continentales.
Pero el parecido no se limitaba solo a este hecho. En efecto, cuando Wegener ensambló ambos continentes, pudo comprobar que había cordilleras con rocas de la misma antigüedad y con fósiles idénticos, que se continuaban a un lado y otro de la línea de uníón.
En 1912, Wegener presentó una revolucionaria hipótesis movilista: la deriva continental.
Según ella, hace unos 200 millones de años todos los continentes estuvieron unidos en uno solo, al que denominó Pangea, que significa «toda la tierra».
En su hipótesis, Wegener defendía erróneamente que los continentes, formados por una corteza más ligera, resbalaban o se deslizaban sobre una capa continua y más densa que conformaba el fondo marino y se extendía por debajo de ellos. Hoy sabemos que es toda la capa superficial de la Tierra, la litosfera, la que se encuentra en movimiento resbalando sobre el material viscoso y plástico del manto en el que descansa.
1.2 pruebas: Wegener reuníó gran cantidad de indicios indirectos que demostraban que los continentes se habían desplazado:-
Pruebas geológicas
Wegener comprobó que el encaje entre las costas mejoraba cuando se unían por las plataformas continentales. Además, constató la continuidad de numerosas estructuras geológicas a uno y otro lado de la línea de uníón.Pruebas paleontológicas
Se basan en la presencia, en continentes actualmente alejados, de fósiles de organismos terrestres, como reptiles o plantas, que en ningún caso hubieran podido atravesar los océanos que hoy los separan.Pruebas paleoclimáticas
Rocas como el carbón y sedimentos como los depositados por glaciares (morrenas) nos informan sobre el clima del pasado. Cuando Wegener reuníó los continentes en Pangea, comprobó cómo las tierras situadas en torno al polo Sur poseían morrenas de la misma edad, mientras que en la zona ecuatorial existían grandes yacimientos de carbón. en el pasado, no halló ninguna fuerza convincente que explicara el movimiento de los continentes, por lo que su hipótesis fue rechazada. Sin embargo, aunque consiguió pruebas que apoyaban la existencia de Pangea Tuvo que pasar medio siglo desde la publicación de la hipótesis de la deriva continental para que la idea del desplazamiento de los continentes fuera finalmente aceptada. Para ello fue preciso mejorar notablemente nuestro conocimiento sobre el interior terrestre, así como el estudio de los fondos oceánicos y de la distribución de terremotos y volcanes.- Previous
2.Estructura y composición de la tierra: 2.1.Métodos de estudio del interior terrestre:Los métodos que han permitido a los científicos conocer el interior de la Tierra son los siguientes:-
Sondeos y minas
Aunque podría pensarse lo contrario, son un método poco eficaz. Con la tecnología actual no se ha logrado profundizar más allá de los 13 km, una distancia insignificante comparada con el radio terrestre, de 6371 km.-Estudio de las rocas
Si bien no podemos acceder al interior terrestre, existen fenómenos naturales que sacan a la superficie rocas que se han formado en él. Entre ellos cabe citar la erosión, que desmantela las rocas de la superficie y pone al descubierto otras originadas a mayor profundidad; y las erupciones volcánicas que, a menudo, arrastran fragmentos del interior terrestre donde se generó el magma.-Meteoritos y asteroides
Se trata de fragmentos primigenios del sistema solar que no llegaron a reunirse en un planeta. Nos informan de cómo serían los materiales que se reunieron para formar la Tierra.-Métodos sísmicos
Son, sin duda, los más importantes y se basan en el análisis de las ondas sísmicas producidas en los terremotos o en explosiones controladas. Las vibraciones viajan a través del interior de la Tierra y su estudio, por medio de sismógrafos, proporciona información sobre las capas que han atravesado. Existen dos tipos de ondas sísmicas internas, las P y las S que viajan por el interior terrestre.-Las discontinuidades sísmicas:
El estudio de las ondas internas P y S descubríó la existencia de discontinuidades símicas, lugares en el interior terrestre donde se producen cambios bruscos en la velocidad de estas ondas, lo que indica que existen diferencias en la composición o en el estado físico de los materiales atravesados. Es decir, nos muestran los límites entre distintas capas de la Tierra.2.2capas y dinámicas:El estudio de las ondas sísmicas descubríó un planeta dividido en capas concéntricas, de manera semejante a las capas de una cebolla. Dichas capas pueden clasificarse atendiendo a dos criterios: su composición (modelo geoquímico) y su estado físico(modelo geodinámico).-
Capas composicionales
Se diferencian por su composición y están separadas por discontinuidades sísmicas.·La corteza y el manto, separadas por la discontinuidad de Mohorovicic o moho,están compuestas por rocas: las de la corteza son menos densas y más ricas en silicio y aluminio que las del manto, donde abundan el hierro y el magnesio.·El núcleo, en cambio, es metálico y formado, básicamente, por hierro. Está separado del manto por la gran discontinuidad de Gutenberg.Estas tres capas se disponen en orden creciente de densidad.-
Capas dinámicas
La litosfera es la capa rígida superficial y engloba toda la corteza más una porción del manto superior, también rígido.-Esta capa descansa sobre el resto del manto, la astenosfera y la mesosfera que, a diferencia de ella tienen un comportamiento más plástico y dúctil. Es decir, aunque están en estado sólido pueden fluir muy lentamente, como los líquidos, especialmente la primera.-El núcleo o endosfera se encuentra fundido en su mayor parte (núcleo externo), no así en el centro (núcleo interno).2.3.Movimientos verticales:isostasia:Aunque los movimientos de los continentes en la horizontal fueron objeto de discusión durante décadas, los movimientos en vertical, de subida y bajada, eran conocidos y aceptados desde antiguo.Hoy sabemos que la causa de estos movimientos radica en que la litosfera, la capa rígida superficial de la Tierra, descansa sobre la astenosfera que, aunque sólida, presenta un comportamiento plástico.De manera muy exagerada, podríamos decir que la litosfera «flota» sobre el resto del manto, experimentando movimientos de subida y bajada como consecuencia de cambios en su masa.Se denomina isostasia al equilibrio de flotación entre la litosfera y el manto plástico: si su masa aumenta, la litosfera tiende a hundirse en el manto; si se reduce, tiende a ascender.Dichos movimientos son muy lentos (del orden de 1 cm/año) y, debido a la rigidez y el espesor de la litosfera, son necesarias grandes variaciones de masa para que se produzcan. Es el caso de la formación o la fusión de casquetes de hielo de gran tamaño, el depósito de enormes espesores de sedimentos, la elevación o la erosión de grandes cordilleras…
2.3.Corteza y litosfera :La litosfera es la capa rígida superficial de la Tierra y está formada por la corteza y la parte superior rígida del manto. Pero esta capa no es continua sino que está fragmentada en trozos, que se conocen con el nombre de placas.
La litosfera continental tiene mayor grosor que la oceánica porque cuenta con corteza continental, más gruesa y ligera que la oceánica.
3.El estudio de los fondos oceánicos: A comienzos de la década de 1960 se decía que conocíamos mucho mejor el relieve lunar que el de nuestros fondos oceánicos. Por entonces, en plena Guerra Fría, los submarinos atómicos cobraron gran importancia como armas estratégicas. Su utilización despertó la necesidad de contar con mapas precisos de los fondos oceánicos.-
El sonar:
Los mapas detallados de los fondos oceánicos, como el de la figura, se realizaron utilizando el sonar (que significa «navegación y localización por sonido»). Este aparato utiliza ultrasonidos y recoge su eco: a partir del retardo con que el eco llega, se calcula la distancia a la que se encuentra un objeto.3.1.Principales relieves oceánicos:
El uso del sonar, los sondeos marinos profundos y el magnetómetro cambiaron por completo la visión del fondo oceánico y, a la postre, nuestra concepción de la dinámica del planeta. Los mapas de los fondos oceánicos reflejaron una geografía bastante variable, en contraposición con las planas llanuras cubiertas de sedimentos que se esperaba encontrar. Entre dichos relieves destacaban dos: las dorsales y las fosas oceánicas.-
Dorsal medio-oceánica
Es una enorme cordillera, de más de 60000 km de longitud y hasta 2000 km de anchura, que suele recorrer la zona central de los océanos.A menudo, presenta un surco central o rift y está atravesada por numerosas fracturas perpendiculares a este eje, las fallas transformantes, que le dan un aspecto parecido a una columna vertebral (el término dorsal se refiere a esta carácterística). Las dorsales raramente llegan a emerger, como sucede en Islandia.-Fosas
Son estrechas y profundas trincheras que suelen encontrarse adosadas a los bordes continentales o junto a arcos de islas volcánicas, especialmente en el Pacífico. La más profunda, el abismo Challenger, en la fosa de las Marianas, alcanza los 11 km.·Otros relieves:-
Llanura abisal:
tiene una profundidad media de 4 km.-Arcos de islas:
son archipiélagos surgidos junto a muchas fosas. Constituyen una de las áreas volcánicas más activas del planeta: Japón, Aleutianas, Marianas, Filipinas..-Islas submarinas y guyots:
son antiguos relieves volcánicos ya sumergidos o bien que no han llegado a emerger; los guyots presentan la cumbre aplanada.-Archipiélagos de tipo Hawái:
son archipiélagos alineados de islas volcánicas no asociadas a fosas como los arcos de islas, en los que solo la isla del extremo es volcánicamente activa; y van asociados a puntos calientes o hot spots.Los mapas también pusieron de manifiesto profundas diferencias entre unos océanos y otros. Los más opuestos son el Atlántico y el Pacífico.El primero carece de fosas, a excepción de las pequeñas Antillas y las islas Sándwich del Sur, mientras que el Pacífico aparece rodeado en casi todo su contorno por una red de fosas. A veces, como sucede en las costas de Sudamérica y Centroamérica, dichas fosas se sitúan junto al continente; por el contrario, en el Pacífico occidental están alejadas de él y a su lado hay arcos de islas y mares interiores.3.2.Composición del fondo oceánico:Según los fijistas, los océanos eran enormes cuencas receptoras de sedimentos y esperaban que dichos sedimentos alcanzaran kilómetros de espesor. Sin embargo, encontraron amplias áreas donde estos no existían o tenían espesores muy reducidos.Durante la década de 1960 se emprendieron diversas campañas oceanográficas, como el DSDP (Deep Sea Drilling Project o Proyecto de Perforación del Océano Profundo). En ellas se usaron buques oceanográficos dotados, entre otros medios, de torres de perforación para obtener muestras del fondo oceánico. Estas campañas permitieron obtener dos importantes datos acerca de los fondos marinos profundos:-Son de origen volcánico.
Están constituidos por lavas submarinas (lavas almohadilladas o pillow lavas) y rocas magmáticas solidificadas a poca profundidad bajo el fondo marino. Sobre dichas lavas se han acumulado sedimentos marinos.Son muy jóvenes (no existen fondos marinos de más de 180 m.A., muy poco tiempo en comparación con los 4500 m.A. De edad de la Tierra). Además, la distribución de edades es muy carácterística: las lavas del rift son muy recientes y la antigüedad de los fondos va aumentando al alejarnos de la dorsal.
4.El nacimiento de la tectónica de placas: La Guerra Fría también contribuyó, sin buscarlo, a consolidar la teoría de la tectónica de placas. La necesidad de conocer las pruebas nucleares del enemigo llevó a instalar una amplia red de sismógrafos por todo el globo. Estos instrumentos detectan cualquier vibración del terreno, incluidas las producidas por las explosiones atómicas, que se distinguían de los terremotos naturales estudiando las ondas sísmicas.
4.1.Distribución de terremotos y volcanes:Los mapas resultantes de los sismógrafos mostraban una disposición sorprendente: los terremotos se distribuían en estrechas bandas, denominadas cinturones sísmicos,donde también se concentraban los volcanes. De alguna forma, la liberación de energía interna en forma de magmas y sacudidas sísmicas era mayor en determinadas zonas, y el resto de la superficie quedaba en relativa calma.Estos acontecimientos mostraban una clara coincidencia con determinados relieves, pues la actividad interna de la Tierra se concentraba en las fosas, los ejes de las dorsales oceánicas y las cordilleras jóvenes. De esta coincidencia podía deducirse que la actividad sísmica y volcánica estaba relacionada con la formación de dichos relieves.
4.2.Las placas litosfericas:Los cinturones sísmicos mostraban que la litosfera se encontraba fragmentada, de manera semejante a las piezas de un gigantesco rompecabezas.Una placa litosférica es cada uno de los fragmentos en que se encuentra dividida la litosfera, separados por cinturones sísmicos y volcánicos. Existen límites más nítidos, como los que se corresponden con dorsales y fosas, y otros más difusos, como el cinturón sísmico que se extiende desde el Mediterráneo hasta el Extremo Oriente. En todo caso, la cercanía a un límite de placas entraña una serie de riesgos geológicos para la población.
4.2.1.Tipos de placas :Las placas pueden clasificarse atendiendo a dos criterios:-Según su tamaño, se distingue entre las ocho grandes placas y una serie de pequeños fragmentos litosféricos o microplacas.-
Según el tipo de litosfera, encontramos placas oceánicas, continentales o mixtas, es decir, según estén compuestas por litosfera oceánica, continental o por ambas, respectivamente. .Las placas, como se descubríó posteriormente, no están inmóviles ni son invariables. Pueden crecer y reducirse (sobre todo por su litosfera oceánica) y además fragmentarse o reunirse entre sí. El estudio de su dinámica constituye la tectónica de placas.
4.3.La extensión del fondo oceánico:Las campañas de perforación del fondo oceánico mostraron, además de su naturaleza volcánica, una curiosa distribución según su edad. Como puedes observar en la figura, en el caso del Atlántico la edad de los fondos es más antigua conforme nos alejamos del eje de la dorsal. Al mismo tiempo, están cubiertos por espesores de sedimentos marinos progresivamente mayores. En el rift existen lavas muy recientes, sin sedimentos encima, dado que no ha pasado el tiempo suficiente para que estos las cubran.Gracias al uso de batiscafos pudo observarse la presencia de emisiones de gases y aguas a elevadas temperaturas en el surco de la dorsal, lo que confirmó el origen volcánico de estas cordilleras submarinas.De todo ello se deduce que el fondo oceánico se forma continuamente en las dorsales a partir de magmas que ascienden del manto y salen por el eje de la dorsal o rift.Conforme ambas placas se separan, el hueco que dejan es ocupado por magmas progresivamente más recientes, y los fondos anteriores van quedando separados en bandas simétricas a ambos lados, cada vez más alejados de la dorsal donde se formaron.
4.4.La subducción del fondo oceánico:Si el fondo oceánico se formaba continuamente en las dorsales y la Tierra no se hinchaba, cabía deducir que, al mismo tiempo, se destruía y desaparecía en otros lugares. Y que por ese motivo no se encontraban fondos oceánicos muy antiguos.Los lugares donde más se sospechaba que esto podía suceder eran, sin duda, las fosas, por varios indicios. En ellas, el fondo oceánico parecía doblarse y hundirse en el manto. Allí se localizaban los fondos más antiguos y, lo más llamativo, eran los únicos lugares del planeta donde se producían terremotos profundos, hasta de varios cientos de kilómetros. Junto a las fosas, en los arcos de islas, se concentra la mayor parte de los volcanes conocidos.·La subducción es el proceso por el que la litosfera oceánica se introduce en el manto. Harry Hess comparó los fondos oceánicos con una cinta transportadora. Surgen por las dorsales, se desplazan a ambos lados y terminan hundíéndose en las fosas. La litosfera continental, mucho más gruesa y ligera, apenas puede subducir.
Existen dos situaciones de subducción distintas. Cada una da lugar a relieves diferentes:-
Subducción bajo litosfera continental
La fosa se halla junto al borde del continente y, como resultado de la compresión y del vulcanismo, se levanta una cordillera de borde continental o de tipo andino.Es el caso del borde oeste de Sudamérica.-
Subducción bajo litosfera oceánica
Da lugar a un arco de islas sobre la placa cabalgante. Dicho arco apunta hacia la placa que subduce. Es el caso de muchos arcos de islas del Pacífico (Kuriles, Japón, Marianas) y de algunos del Atlántico.5.La tectónica de placas ,una teoría global: de la uníón de la hipótesis de Hess sobre la extensión del fondo oceánico con el concepto de placa elaborado a raíz del análisis de la distribución de terremotos y volcanes, surgíó la teoría actual de la tectónica de placas, cuyas afirmaciones más importantes se resumen a continuación:-La litosfera se encuentra dividida en grandes bloques llamados placas, que cubren la superficie terrestre y encajan entre sí como las piezas de un rompecabezas.-La mayor parte de la actividad geológica interna (terremotos y volcanes) se concentra en los límites entre las placas. En su interior, esta actividad es más escasa.-Los fondos oceánicos se generan continuamente en las dorsales, a partir de magmas procedentes del manto, y se destruyen, por subducción, en las fosas.-Las placas, con su movimiento, arrastran los continentes e interaccionan entre sí: donde dos placas se separan, se generan nuevos océanos; donde se acercan y colisionan, se levantan cordilleras.
Para Wegener, los continentes eran solo los que se desplazaban deslizándose sobre los fondos oceánicos. Actualmente, sabemos que toda la litosfera se encuentra en continuo movimiento sobre el resto del manto. Recientemente, gracias a los sistemas de posicionamiento global por satélite o GPS, se han verificado los movimientos que la tectónica de placas había predicho.
Esta teoría explica una gran cantidad de fenómenos geológicos que aparentemente no tenían relación entre sí (de ahí que también se llame tectónica global)
:-La distribución de la actividad sísmica y volcánica.-La distribución actual y pasada de continentes y océanos.-La formación de las cordilleras.-La génesis y destrucción de los fondos oceánicos.-La distribución de yacimientos minerales y de combustibles fósiles.
5.1¿como se mueven las placas?:Resulta irónico que, medio siglo después de la aceptación de la tectónica de placas, siga sin dilucidarse por completo cómo se produce su movimiento. A continuación, se expone cómo ha ido cambiando nuestra percepción de este fenómeno
5.1.1.Explicación original o clásica: En un primer momento, tuvo gran aceptación la tesis de que la litosfera descansaba pasivamente sobre la astenosfera.
Dicha capa se creía que se encontraba parcialmente fundida, desarrollándose en su interior unas corrientes de convencíón responsables del movimiento de las placas. En los lugares donde las corrientes calientes ascendían y se separaban, se formabanlas dorsales; y donde las corrientes frías se hundían, las fosas.
5.1.2:explicación actual:Las nuevas técnicas de tomografía sísmica han ampliado nuestros conocimientos sobre la dinámica del manto terrestre. La astenosfera ha cedido protagonismo al conjunto del manto y a las mismas placas como motores de su propio movimiento. Así, las placas no se ven como meras «balsas» movidas pasivamente por las corrientes de convencíón, sino que contribuyen a su propio desplazamiento mediante dos fuerzas:-Al ser la dorsal una zona elevada, la litosfera generada tiende a deslizarse a ambos lados por efecto de la gravedad, al tiempo que se enfría y aumenta su densidad.-Una vez iniciada la subducción de esta litosfera fría y densa, el peso de la placaarrastra tras de sí al resto de la misma. Esta sería la fuerza más importante. La lámina subducida se internaría en el manto hasta el mismo límite con el núcleo./Podemos concluir diciendo que el calor interno es responsable de que el manto (a excepción del manto litosférico rígido), aunque sólido, se comporte como un material dúctil o plástico. Situado sobre un núcleo que calienta su base, se generan corrientes de convencíón en su interior que, con la colaboración de las propias placas, permiten el desplazamiento de estas.El calor interno, que mantiene la Tierra como un planeta geológicamente activo, tiene un doble origen: por un lado, se trata del calor originario procedente del impacto de los fragmentos que formaron el planeta; por otro, es el liberado con la desintegración de elementos radiactivos.
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