Tectónica de placas

 La teoría de tectónica de placas es una teoría global e integradora ya que es capaz de explicar de un modo global los fenómenos geológicos que se observan en la Tierra: expansión del fondo oceánico, deriva continental, vulcanismo, seísmos, formación de montañas, etc. 

1. La teoría de la expansión del fondo oceánico.

A mediados del SXX, aún se tenía la idea de que los fondos oceánicos eran extensas áreas   lisas, llamadas cuencas oceánicas, cubiertas de sedimentos.

Sin embargo, a finales de la década de 1950 comenzaron a estudiarse los fondos marinos con nuevas herramientas .Estos algunos de los descubrimientos más importantes:

* Las cuencas oceánicas no son ni lisas ni planas, como se pensaba, sino que en el centro de cada océano existe una gran elevación, llamada dorsal oceánica. En medio de la dorsal, hay un surco llamado rift.

* La capa de sedimentos acumulados es menor en las zonas más cercanas a la dorsal y aumenta a medida que nos acercamos a la costa.

*las rocas de los fondos oceánicos son muy jóvenes comparados con la edad del planeta.

Estos datos permitieron a Harry Hammond Hess llegar a la formulación de la teoría de la expansión del fondo oceánico que explica como el fondo oceánico se expande continuamente a partir del magma que sale del rift de cada dorsal oceánica.

Conforme el magma se va solidificándose, el fondo oceánico se renueva  y se desplaza hacia la costa, es decir, se expande y aumenta su superficie.

 

2. Las corrientes de convección.

La Tierra se compone de enormes capas, cada una con características únicas. La mayor parte de la Tierra, un 80 %, la forma el manto, que es la capa que cubre el núcleo de la Tierra. Dentro del manto, las corrientes de convección se encuentran en constante movimiento, moviendo la roca fundida en el  y las placas en la superficie de la Tierra. Tres factores principales son los responsables de las corrientes de convección.

1.      Presión y temperatura:

El manto está formado por rocas fundidas y gases atrapados. Toda esta materia se encuentra bajo presión. Esta presión, junto a la estructura atómica de los elementos del manto, produce reacciones químicas que producen calor. La creación de esta energía calórica afecta a la dirección en la que se mueven los átomos.

2.     Densidad:

Cuando a los átomos del manto son expuestos al calor, luchan con la energía dispersándose. Esto hace que la materia en el manto sea menos densa. Entonces la materia del manto se eleva cuando se genera el suficiente calor en las áreas cercanas al núcleo. Cuando la materia se enfría los átomos se vuelven a unir, de esta manera la materia se hace más densa y se hunde.

3.     Enfriamiento:

Conforme la Tierra gira, algo de su energía calórica escapa al espacio exterior. Por lo tanto, la Tierra se enfría naturalmente con el tiempo, y cuando la materia en el manto llega cerca de la superficie, pierde algo del calor como parte de este proceso. Esto hace que la materia en el manto sea más densa y se hunda de nuevo hacia el núcleo. Cuanto más calor se pierda a través del proceso de enfriamiento natural de la Tierra, más rápido se moverán las corrientes de convección del manto.

https://www.youtube.com/watch?v=UR_IE7bVl90

3.El Paleomagnetismo.

El paleomagnetismo esta enmarcado en el campo del geomagnetismo, es el estudio del campo magnético de La Tierra, o de cualquier otro cuerpo planetario del pasado. Es posible estudiar este campo debido a que, a diferencia de otros, el campo geomagnético de la tierra puede quedar grabado en las rocas a través de procesos físico-químicos. Por ejemplo, cuando los volcanes expulsan lava, esta contiene minerales de hierro que, al enfriarse se orientan según la posición del polo magnético, de manera que se indica la dirección del campo magnético terrestre en el momento de la magnetización.

PALEOMAGNETISMO COMO PRUEBA DE LA TECTÓNICA DE PLACAS:

Entre los más importantes descubrimientos gracias al paleomagnetismo podemos citar el movimiento de las placas tectónicas de la Tierra (deriva continental). El hecho de que en algunos lugares existan estructuras geológicas donde la imanación registrada está orientada hacia el Polo Sur Geográfico, indica que el campo magnético de la Tierra sufre periódicas inversiones.

Variación del campo magnético (En la imagen):

Las rocas de los depósitos de lavas de las dorsales oceánicas indican la posicion del campo magnético terrestre en el momento en que fueron magnetizadas, por lo tanto, en las distintas bandas se puede apreciar la variacion del campo magnético, las bandas de color verde indican polaridad normal, mientras que las bandas naranjas indican polaridad inversa, demostrando así que el campo magnético de la tierra ha cambiado a lo largo del tiempo.

https://www.youtube.com/watch?v=awAOgw-nWmM

4. Las plumas mantélicas.

Las plumas mantélicas son columnas estrechas de materiales provenientes del manto que existen bajo la corteza terrestre, produciendo puntos calientes en la litosfera.  La existencia de plumas del manto fue propuesta en 1971 por el geofísico estadounidense William Jason Morgan para explicar la aparición de estos puntos calientes. Las plumas propuestas por Morgan se originan en el manto inferior, aunque desde entonces se ha propuesto también la existencia de plumas de origen menos profundo.

 Los puntos calientes son áreas de actividad volcánica alta en relación a sus entornos. Los puntos calientes pueden formar largas cadenas de volcanes extintos al moverse una placa litosférica sobre el punto caliente fijo en el manto.

La punta de las ‘plumas de manto’  tiene un impacto muy significativo en los movimientos de las placas tectónicas. Se puede decir que las plumas mantélicas actúan como fuerza motriz en la tectónica de placas.

TEORÍA DE LA DERIVA CONTINENTAL

 

1. Alfred Wegener

Alfred Lothar Wegener (1880-1930) fue un meteorólogo y geofísico alemán, uno de los grandes padres de la geología moderna al proponer la teoría de la deriva continental. Se doctoró en Astronomía por la Universidad de Berlín, pero centró su campo de estudio en la geofísica y la meteorología. Abandonó su contribución científica cuando fue reclutado por el ejército alemán para luchar en la Primera Guerra Mundial.

La deriva continental es el desplazamiento de las masas continentales unas respecto a otras.

 

2. Ideas previas

El Pangea

Wegener  propuso que inicialmente existía en la superficie de la Tierra un supercontinente continuo, Pangea, el cual se habría partido y sus fragmentos empezaron a moverse y dispersarse. Llamó a este movimiento “desplazamiento horizontal de los continentes”. Más tarde ese proceso fue denominado deriva continental.

 Wegener argumentó que  estos bloques continentales, menos densos, podían realizar movimientos y también  movimientos horizontales deslizantes, siempre y cuando se ejerciera una fuerza suficientemente fuerte.

Las pruebas

Wegener utilizó como demostración de la deriva continental la coincidencia fisiográfica de las costas de los continentes que cercan el Atlántico. Demostró que al unir tales estructuras presentan similitudes y se acoplan como si fueran las piezas de un rompecabezas. Este acoplamiento no es sólo en la forma de las costas sino que, además, coinciden también los tipos de rocas y otras estructuras a ambos lados del atlántico. Wegener demostró también que lo mismo sucedía entre  la India, Australia, Sudamérica y sur de África y que esto sólo se explicaba si estas masas continentales habían estado unidas.

La deriva

Para Wegener, hace aproximadamente 290 millones de años, sólo existía un único continente, Pangea. Esa inmensa masa continental se habría fragmentado posteriormente en distintas direcciones la euroasiática  que se comunicaba, a través de Escandinavia con Norteamérica, dando lugar a un supercontinente septentrional llamado Laurasia, y, al sur, una serie de bloques continentales  que constituía el supercontinente de Gondwana, el cual comprendía a Sudamérica, Antártida, Australia y África.

 

La formación de las montañas

 La deriva de Wegener, explicaba, además la formación de las cadenas montañosas. En el frente de los continentes en movimiento se formaron gigantescas arrugas: las cadenas de montañas; así, el contacto de América, que derivaba hacia el occidente, generó la cordillera de los Andes y las Montañas Rocosas, al empujar los sedimentos del fondo oceánico hacia arriba arrugándolos; Australia, que deriva hacia el Oriente, indujo la formación de sus cadenas costeras orientales.

Los terremotos y los volcanes

Esos arrugamientos  también tienen importantes repercusiones internas que generan las actividades volcánicas y magmáticas intensas de esas regiones.

El origen de algunas islas

Del lado opuesto los continentes en deriva abandonan, en su rastro, algunos fragmentos de su margen posterior generando islas, grandes o pequeñas. América, por ejemplo, en su deriva hacia el oeste, habría formado tras de sí el arco de las islas de las Antillas. Más espectacular todavía habría sido la deriva de Asia hacia el noroeste, que dejara como huella la guirnalda de las islas del Archipiélago de Sonda, el Japón, las Kuriles y otras.

Las fuerzas que mueven los continentes

Finalmente, Wegener propuso un mecanismo para explicar la deriva. Argumentó que las fuerzas gravitacionales y el “empuje” de las mareas eran las que causaban la deriva de los continentes hacia el oeste, inducidas por la atracción gravitacional del Sol y de la Luna. Pero Wegener presentó tales ideas sólo como tentativas de explicación, pues afirmó que "la cuestión de cuáles fuerzas habrían podido causar esos desplazamientos, pliegues y hendiduras, aún no puede responderse conclusivamente".

3. Pruebas de la deriva continental

Pruebas geográficas:

 Wegener sospechó que los continentes podrían haber estado unidos en épocas pasadas al observar una gran coincidencia entre las formas de la costa de los continentes, especialmente entre Sudamérica y África. Si en el pasado estos continentes hubieran estado unidos formando uno solo —término que actualmente conocemos como “Pangea”— es lógico que los fragmentos encajen. La coincidencia es aún mayor si se tienen en cuenta no las costas actuales, sino los límites de las plataformas continentales.

Pruebas paleontológicas:

 Entre las pruebas más importantes para demostrar que en el pasado continentes como África y Sudamérica estuvieron unidos, están en las paleontológicas, es decir, las concernientes a los fósiles. Existen varios ejemplos de fósiles de organismos idénticos que se han encontrado en lugares que hoy distan miles de kilómetros, como la Antártida, Sudamérica, África, India y Australia. Los estudios paleontológicos indican que estos organismos prehistóricos hubieran sido capaces de cruzar los océanos que hoy separan esos continentes. Esta prueba indica que los continentes estuvieron reunidos en alguna época pasada.

Pruebas geológicas y tectónicas:

 Si se unen los continentes en uno solo, se puede observar que los tipos de rocas, la cronología de las mismas y las cadenas montañosas principales tendrían continuidad física, es decir, formarían una especie de cinturón casi continuo.

Pruebas paleoclimáticas: 

Como hemos dicho anteriormente, este tipo de pruebas eran las más importantes para Wegener. El científico alemán descubrió que existían zonas en la Tierra cuyos climas actuales no coincidían con los que tuvieron en el pasado. Así, zonas actualmente cálidas estuvieron cubiertas de hielo en el pasado (India, Australia), mientras que en esa época el norte de América y Europa eran bosques muy cálidos.

4. IDEAS EN CONTRA DE LA DERIVA CONTINENTAL:

Aunque la teoría de la deriva continental proporcionaba una explicación lógica y simple de muchos fenómenos geológicos, Wegener no supo encontrar la naturaleza de la fuerza que era capaz de hacer que los continentes se moviesen.

Fueron bastantes las críticas que recibió la teoría de Wegener. Entre ellas destaca la crítica del autor Harold Jeffreys que en 1924 en su libro llamado “The Earth”  afirma  lo siguiente: “la fuerza de gravedad es mucho más fuerte que cualquier otra fuerza tangencial conocida que actúe en la corteza terrestre; como las capas continentales y oceánicas son tan fuertes como para soportar accidentes topográficos (como el Everest) y profundas cuencas oceánicas sin deshacerse lentamente bajo la acción de la gravedad, no sería factible que permitieran una deriva horizontal de bloques siálicos a lo largo del sima”.  Jeffrey se manifestó contra una incoherencia de la hipótesis wegeneriana: “si los continentes se desplazan mecánicamente en el sima subyacente, ¿por qué razón en la "proa" de los continentes el mismo sima opone tal resistencia que en el frente del continente ocurren arrugamientos que ocasionan el surgimiento de montañas?”
 “El sima debería ser lo suficientemente blando como para permitir la deriva de bloques continentales, y la evidencia sísmica había demostrado que no lo era”.

Los geofísicos lo criticaban porque los cálculos que había llevado a cabo sobre los esfuerzos necesarios para desplazar una masa continental a través de las rocas sólidas en los fondos oceánicos, resultaban con valores increíblemente altos.