LA TECTONICA DE PLACAS EDUARDO L SANZ MORA

LA TECTONICA DE PLACAS EDUARDO L. SANZ MORA MARTA GUTIÉRREZ DEL CAMPO

FORMACIÓN DE LA TIERRA CALOR Colisión entre partículas Desintegración radioactiva Fusión Diferenciación química de elementos Hundimiento: más densos Flote hacia arriba: menos densos

Diferenciación química de elementos: Consecuencias n Permitió que cantidades de gases escapen del interior( act. volcánica) n Evolución de la Atmósfera primitiva n Aparición de la vida

¿Cómo se explican…. -Los TERREMOTOS -Las ERUPCIONES VOLCÁNICAS (Etna) -La formación de las MONTAÑAS…? MODELOS FIJISTAS MODELOS MOVILISTAS La Tierra cambia… y es DINÁMICA!!

Además, estos procesos (volcanes, terremotos…) SIEMPRE se dan en determinadas zonas (muy localizadas) del planeta… ¿Por qué? No se dan al azar… Alfred Wegener (1880 – 1930) y su Teoría de la Deriva de los Continentes: Los continentes actuales no están en el mismo lugar que hace millones de años: se han MOVIDO MUY LENTAMENTE… Además, Wegener mostró Pruebas decisivas…

¿CÓMO ESTUDIAMOS LA TIERRA? INTERIOR DE LA TIERRA: Estudio geológico de las minas MÉTODOS DIRECTOS Sondeos Estudiando los materiales profundos que afloran al exterior

ESTRUCTURA INTERNA DE LA TIERRA Conocer el interior de la Tierra, su estructura y su composición, no es una tarea fácil. Los métodos DIRECTOS (sondeos, perforaciones, …) sólo permiten conocer una mínima parte de nuestro planeta: Unos 15 Km de los 6371 Km que hay hasta el centro de la Tierra.

Ondas internas P y S n Ondas P Se transmiten en medios líquidos y sólidos n Ondas S Se transmiten SOLO en medios sólidos MHB

Ondas P y S moviéndose a traves de sólidos Compresiones y expansiones alternas Producen cambio de forma sin modificar volumen del material. Su velocidad depende de la rigidez, como los líquidos no la tienen, no se propagan por ellos. MHB

Velocidad ondas sísmicas v. P > v. S < v. R, L v. P rocas ígneas: 6 km/s rocas poco consolidadas: 2 km/s MHB

Las ondas sísmicas viajarán en linea recta a través de un planeta hipotético con propiedades uniformes (homogéneo) y a velocidades constantes Trayectorias de las ondas a través de un planeta donde la velocidad aumenta con la profundidad (más presión) MHB

Unas pocas de las muchas trayectorias posibles que las ondas sísmicas siguen a través de la Tierra MHB

Trayectorias de ondas P y S MHB

¿Cómo se ha podido conocer el interior de nuestro planeta? Los métodos que mejores resultados han dado son los indirectos, y entre ellos destaca el método sísmico. Velocidad (m/s) El método sísmico se basa en los cambios en la velocidad de propagación de las ondas sísmicas. sismograma Profundidad (Km)

Las ondas varían su velocidad al atravesar medios de distinta composición química o cuando tienen un estado de agregación diferente: sólido, fluido, líquido. Es como si corriéramos por diversos medios… La representación gráfica de la velocidad de propagación es lo que llamamos sismograma. Velocidad (m/s) Si lo hacemos por ARENA llevaremos una velocidad distinta a la que tendríamos si lo hiciéramos por una ACERA o por AGUA…

Velocidad (m/s) … Y si observáramos la siguiente gráfica? ? Profundidad (Km) Si la velocidad con la que se propagan no cambiara el medio que atraviesan las ondas es homogéneo = No hay capas diferentes.

Los terremotos emiten Ondas sísmicas (vibraciones) que se transmiten por todo el interior de la Tierra. Pueden ser: Al cambiar el medio por el que se propagan, las ondas sísmicas cambian su trayectoria y su velocidad nos indican, por tanto, zonas de distintos materiales. A los cambios de velocidad se les denomina discontinuidades. Velocidad (m/s) - Ondas P: se transmiten por sólidos y líquidos - Ondas S: sólo se transmiten por sólidos - Ondas L: se transmiten por la superficie terrestre (causan los daños en la superficie terrestre. No nos informan del interior) Profundidad (Km)

superior inferior manto Wiechert-Lehmann externo núcleo 6000 ondas S corteza ondas P 5000 2 4000 4 3000 6 1000 8 Canal de baja velocidad 12 Mohorovicic 10 Gütemberg 2000 14 Repetti V (Km/s) Conrad ¿Cómo es el sismograma de la Tierra? interno Km

MÉTODOS INDIRECTOS (II): MÉTODOS GRAVIMÉTRICOS: Isostasia Igual que un iceberg o un barco tienen una parte importante sumergida, bajo las grandes cordilleras hay anomalías gravimétricas negativas: hay menos masa de la esperada; las rocas que forman la corteza son poco densas, y sus raíces se hunden en zonas con rocas más densas (manto)

MÉTODOS INDIRECTOS (III): MÉTODOS MAGNÉTICOS: Se basan en el campo magnético de la Tierra: tiene que haber un núcleo metálico (líquido y sólido) que dé lugar al mismo Los cambios de polaridad del campo magnético nos informan de cambios en la situación de los continentes y de la expansión del fondo oceánico. MÉTODOS ELÉCTRICOS: Rocas y minerales presentan propiedades eléctricas que pueden ayudar a conocer la estructura, composición o localización de esos materiales

El interior de la Tierra tiene varias capas concéntricas. Su estructura puede estudiarse según dos puntos de vista distintos: ESTRUCTURA GEOQUÍMICA Se distinguen 3 capas: CORTEZA, MANTO, NÚCLEO ESTRUCTURA DINÁMICA Se distinguen 4 capas: LITOSFERA, ASTENOSFERA, MESOSFERA y ENDOSFERA En esta estructura se basa la Teoría de la Tectónica de placas

MODELO GEOQUÍMICO Corteza: Capa sólida. Su espesor varía: Bajo el océano: 6 - 12 km Bajo los continentes: 25 - 70 km Es la menos densa (con silicatos de Al). Manto: - Capa sólida aunque con cierta plasticidad. Gran espesor. - Más densa que la corteza (con silicatos de Mg y Fe) -Su límite se sitúa a 2900 km (Discontinuidad de Gütemberg). Núcleo: Muy denso. Con silicatos de Fe y Ni. Tiene un espesor de unos 3400 km. Con: Núcleo Externo: muy denso y en estado líquido (las "ondas S" desaparecen a partir de él). Núcleo Interno: la capa más densa de la Tierra. Suponemos que sólida y de carácter metálico. Forma la parte central del planeta.

CORTEZA Continental Oceánica De transición Sumergidas Más gruesa Más fina Más joven Emergidas Plataforma continental Más antigua Cratones Rocas más antiguas Sin apenas relieve Orógenos Rocas más jóvenes Grandes cordilleras Talud continental Más homogénea 1. - Sedimentos 2. - Lavas almohadilladas 3. - Basaltos en columna 4. - Gabros

EL MANTO COMPOSICIÓN QUÍMICA: PARTES Peridotitas (Rocas plutónicas ultrabásicas) Olivino: (Mg, Fe)2 Si. O 4 Manto superior: formado por piroxenos y olivino. Entre Moho y 400 km Manto inferior: 1000 -2900 km Rocas ultrabásicas muy densas NIVEL D´´(2700 -2900 km) Zona de transición: (400 – 1000 km) El aumento de presión hace que los minerales se reorganicen Dando lugar a otros más densos Mezcla: materiales del manto y materiales del núcleo ¿Formado por placas Tectónicas subducidas? ¿Material primigenio poco denso para el núcleo?

EL NÚCLEO PARTES Composición química: 90% Fe 10%: Ni, O, S LNM Zona de frontera: los silicatos del Manto están en contacto con el Fe del Núcleo. Transición física, química y dinámica muy brusca Núcleo interno: (5100 – 6730 km) Se encuentran en estado SÓLIDO Núcleo externo: (2900 – 5100 km) Se encuentra en estado LÍQUIDO

MODELO DINÁMICO Litosfera: Capa rígida que engloba CORTEZA + parte del MANTO SUPERIOR La litosfera está FRAGMENTADA en las PLACAS LITOSFÉRICAS Su espesor es de unos 100 km Mesosfera: Hasta el límite con el núcleo externo. Capa D": A pesar de que se identifica habitualmente como parte del manto inferior, las discontinuidades sísmicas sugieren que la capa D" podría poseer una composición química diferente de la del manto inferior situado encima de ella. Endosfera: Comprende el NÚCLEO

ESTRUCTURA DE LA TIERRA CORTEZA CONTINENTAL LITOSFER A Disc. Conrad ESTRUCTURA DINÁMICA ENDO SFERA Disc. Repetti MANTO INFERIOR Disc. Gütemberg NÚCLEO EXTERNO Disc. Lehman. Wiechert NÚCLEO INTERNO ESTRUCTURA GEOQUÍMICA MESO SFERA CAPA D’’ CORTEZA OCEÁNICA Disc. Mohorovicic Canal de baja velocidad MANTO SUPERIOR

TEORIA DE LA DERIVA CONTINENTAL

Qué son las Placas Tectónicas? n n n Teoría que explica que la litósfera de la Tierra (junto con el manto superior), está dividida en pedazos de varios tamaños y espesor y que se mueven sobre la astenósfera. Se puede comparar la Tierra con un rompecabezas en movimiento Se usa para explicar volcanismo, sismicidad, así como varios otros procesos terrestres.

Evidencias de Wegener 1) Similaridad de bordes de continentes

Evidencias de Wegener 2) Similaridad de secuencia y edades de rocas

Evidencias de Wegener 3) Evidencia de fosiles

Otras Evidencias: Conexión montañas

De dónde se deriva esta idea? n Alexander du Toit n n n “Our Wandering continents” Uso depositos glaciares para apoyar idea de Wegener Geólogos siguieron en oposición n No explicaba mecanismo de movimiento

Evidencias de du Toit 4) Glaciares

Otras evidencias 5) Paleomagnetismo y movimiento de polos magnéticos

Otras evidencias 6) Separación del suelo marino n n Expansión Harry Hess

Otras evidencias 7) Edad del suelo marino n n n Aumenta al alejarse de dorsales oceánicas Cantidad de sedimento aumenta al acercarse a continentes Edad máxima del suelo oceánico: 180 millones de años n Edad de la Tierra: 4. 6 billones de años!

http: //web. educastur. princast. es/proyectos/biogeo_ov/4 a_ESO/02_ placas/diapositivas/74_Diapositiva. gif

LA TECTONICA DE PLACAS

Cadenas montañosas en el fondo oceánico

Cadenas montañosas en el fondo oceánico

Edad del fondo oceanico

Anomalías magnéticas del fondo oceánico Animación

Encuentros entre placas n n n Divergentes Convergentes Transformantes

Placas Tectonicas Divergentes n n n Se separan Se produce magma por derretimiento parcial del manto Produce flujos de lava y diques basalticos En fisuras de dorsales oceanicas Puede ocurrir en continentes (Africa)

formacion riff

Formación placa

Placas Tectonicas Convergentes n Tres tipos posibles: n n n Entre dos placas oceanicas Entre dos placas continentales Entre una placa oceanica y una continental

Convergencia: Dos placas oceanicas n n Crea arcos de islas Ejemplos n n Japon Antillas Menores

Convergencia: Dos Cortezas Continentales n Colisión produce n n n cadenas de montañas Deformacion Metamorfismo Ofiolitos Himalayas

Convergencia: Placa Continental + Placa oceanica n n Cadenas de volcanes andesiticos Andes

Animación

Animación

Animación

Placas Tectonicas Transformantes n n n Movimiento paralelo en diferentes direcciones Acomodan el aumento en diametro de la Tierra que ocurre desde los polos al Ecuador Falla de San Andreas. California

Animación

Que hace que se muevan las placas tectonicas? n Dos mecanismos n n Conveccion termal en el manto Conveccion termal en la atmosfera

n El crecimiento oceánico por corrientes de convección y divergencia en dorsales.

El Ciclo de Wilson Ciclo evolutivo de apertura y cierre de las cuencas oceánicas. Comprende diversos estadios: a) Estadio embrionario o de rift continental b) Estadio de juventud o de apertura de cuenca oceánica c) Estadio de madurez o de Costa Atlántica d) Estadio de decadencia o de Costa Pacífica (subducción) e) Estadio relicto o de colisión continental. El Ciclo de Wilson explica el desarrollo evolutivo de la tectónica de placas, es decir, considera que los diversos contextos geotectónicos son estadios o etapas que se suceden de forma consecutiva.

o. El ciclo de Wilson relaciona todos los procesos.

El Ciclo de Wilson 0. Situación inicial: Un cratón continental rodeado por placas oceánicas, totalmente estable. Ausencia de procesos tectónicos, volcánicos y metalogenéticos.

1. Hot-spot y formación de un domo: La perturbación se inicia como consecuencia de la irrupción de un penacho del manto. En la superficie se origina un hot-spot. Como resultado se forma un domo e inicia un magmatismo bimodal.

2. Inicia el estadio embrionario o de rift continental: La corteza continental se empieza a adelgazar mediante el desarrollo de grabens. En sus inicios el rift se caracteriza por la formación de cuencas lacustres y series sedimentarias continentales.

3. Avanza el proceso de rifting y el adelgazamiento cortical: La depresión tectónica (rift) es invadida por el mar, y se depositan series sedimentarias marinas profundas.

4. Apertura de una cuenca oceánica: Si la actividad del penacho del manto persiste se puede partir la masa continental abriéndose una nueva cuenca oceánica (estadio de juventud). El magmatismo derivado de la pluma se concentra a lo largo de una dorsal medio-oceánica, en la que se genera corteza oceánica.

5. Cuando en uno de los márgenes de placa la corteza oceánica se desprende y se flexiona debido a su elevada densidad empieza el proceso de subducción (decadencia de la cuenca oceánica). Como resultado de la subducción se origina un arco magmático y en ocasiones una cuenca de trasarco.

6. La colisión continental (estadio relicto) entre un margen continental y una zona de subducción es la consecuencia final de un proceso continuo de subducción, y origina cinturones montañosos y el engrosamiento de la corteza.

7. Situación final: Finalmente, la estabilización tectónica, seguida de la erosión y peneplanización conllevan nuevamente la formación de una zona cratónica, aunque mucho más compleja que el cratón inicial.

Animación de movimiento de continentes a traves del tiempo n Varias páginas de internet n n n http: //www. ucmp. berkeley. edu/geology/tectonics. html http: //www. clearlight. com/~mhieb/WVFossils/continents. ht ml http: //www. scotese. com/newpage 13. htm