TECTÒNICA DE PLAQUES 4 ESO
Animacions
|
ACTIVITATS CLIC DESCARREGAR EL PROGRAMA des de la web http://www.xtec.es/recursos/clic/cat/rec/clicrt.htm ACTIVITAT TECTÒNICA DE PLAQUES |
Fotografies excursió Sot de Chera
Antics apunts de tectònica de plaques (format .pdf) 816K
Es necessita ACROBAT READER. Si no el tens el post descarregar ací 
La teoria de deriva continental de Wegener
Cap a 1912 Alfred Wegener (1880-1930) publicava el llibre "L’origen dels continents i oceans” on desenvolupava la teoria de la deriva continental, en què suggeria que fa aproximadament 200 milions d'anys hi havia una única massa continental anomenada Pangea (pan= tot, gea= terra) la qual començà a dividir-se en fragments que se n'anaren allunyant els uns dels altres fins arribar a la posició actual.
Aquesta pàgina et permet visualitzar passa per passa els canvis en les masses continentals
Segons Wegener, fa aproximadament 200 ma les terres emergides formaven un únic supercontinent, Pangea, envoltat per un inmens oceà, Panthalassa. Fa uns 180 m.a. sorgí una gran esquerdaque trencà Pangea en dues masses continentals: a l’hemisferi nord, Laurasia que comprenia les terres dels actuals continents d’Amèrica del Nord, Groenlàndia i Euràsia; a l’hemisferi sud, Gondwana, formada per Àfrica, Amèrica del Sud, l'Antàrtida, Austràlia i l'Índia. Aquestes dues masses continuarien fragmentant-se i allunyant-se les unes de les altres fins a la seua posició actual. Després de 60 m.a. de deriva, aparegueren noves esquerdes que separarien Amèrica del Nord d'Euràsia amb l'aparició de l'Atlàntic Nord. També Gondwana es fragmentà: per una banda, el fragment Austràlia-Antàrtida se separava d'Àfrica-Amèrica del Sud, obrint-se l'oceà Índic. Al mateix temps, el que ara és l'Índia es desplaçava cap al nord. Fa 70 m.a. es completà la fracturació de Gondwana: l'Antàrtida es desplaçà cap al sud tot separant-se d'Austràlia; l'esquerda que va provocar l'aparició de l'Atlàntic Nord continuà cap al sud i provocà la separació entre Amèrica del Sud i Àfrica. L'Índia va col·lisionar amb Àsia. Per altra banda, les dues Amèriques convergien i van unir-se a través d'una estreta franja que constituí l'Amèrica Central.
Proves de la deriva continental
La gran aportacó de wegener van ser una sèrie d'evidències que provaven que els continents s'havien anat desplaçant al llarg dels milions d'anys d'història de la terra. aquestes evidències -o proves- es poden agrupar en 4 grups:
a) Geogràfiques
Quan observem un mapamundi ens adonem que alguns continents com Àfrica i Amèrica del Sud tenen formes complementàries que encaixen com les peces d’un trencaclosques. Si unim els continents actuals, no pas pel nivell de la costa, sinó a nivell de les plataformes continentals -200 m de profunditat- (recordeu que aquest és el límit entre l’escorça continental i l’escorça oceànica) en resulta un acoblament gairebé perfecte.
Fig.. Acoblament dels continents (prenent la plataforma continental)
B) Biològiques i paleontològiques
Basades en la distribució actual de determinats grups d’organismes vius com el cas dels marsupials a Austràlia i en menor grau a Amèrica del Sud (activitat realitzada a classei en la distribució coincident de restes fòssils en continents que actualment posseeixen faunes i flores molt diferenciades i on els oceans representen barreres infranquejables en la dispersió desl organismes terrestres. La presència d’aquests fòssils s’interpreta com a éssers anteriors al moment de la separació dels continents i que després van evolucionar de diferent forma en cada continent (rèptil Mesosaurus, flora de Glossopteris, etc). La presència d'aquests grups residuals o de fòssils idèntics en continents separats per oceans, és difícil d'explicar sense considerar que els continents van trobar-se units al passat (Com podrien travessar els oceans, si els continents hagueren romàs immòbils?)
Fig..4. Distribució de diferents grups de fòssils en els continents que formaven part de Gondwana. Noteu la continuïtat existent entre les àrees de distribució
c) Geològiques
Hi ha coincidències entre formacions geològiques de la mateixa edat en diferents continents quan unim els seus marges, cosa que ens permet d'establir una continuïtat entre determinades estructures geològiques com conques sedimentàries o roques anteriors a l'era primària. L'exemple clàssic ve donat per la continuïtat als dipòsits de til·lites provinents de les glaciacions del Carbonifer als continents que formaven Gondwana.
Fig..5: Jaciments de diamants en Àfrica i Amèrica del Sud
d) Paleoclimàtiques
L'aparició de dipòsits glacials del Carbonifer als continents de l’antiga Gondwana ens indica la posició en què es trobaven aquestes terres temps enrere, molt més pròxima al pol sud. La presència de restes coral·lins o d'evaporites en zones actualment fredes de l'hemisferi nord ens indica una posició molt més meridional d'eixes masses continentals, així com el fet de la presència de jaciments de carbó a zones fredes quan aquest està format a partir de restes de plantes que vivien en habitats més càlids. Si els continents haguessen romàs immòbils, caldria admetre l'existència d'un continent cobert de gel i un altre tropical, cosa inacceptable. Amb la teoria de la deriva continental podem suposar aleshores el continent de Gondwana situat prop del casquet polar Antàrtic i Lauràsia en la zona equatorial. Això ens explica el perquè de l'aparició en una mateixa època de til·lites a Gondwana i carbó o roques coral·lines a Lauràsia.
1.3. Mecanisme de la teoria de Wegener
Aquesta teoria de la deriva continental no va imposar una nova visió de la Terra. En temps de Wegener, la comunitat científica creia fermament que continents i oceans eren estructures estàtiques. Per tant, les seues propotes no van ser acceptades. La teoria de Wegener presentava un punt feble: quins tipus de forces podien ser suficientment fortes per moure les inmenses masses continentals una distància tan gran? Les teories de Wegener foren majoritàriament refusades i van oblidar-se fins que als anys 60 van tornar a posar-se d'actualitat.
Estudi dels fons oceànics i la teoria de l'expansió oceànica
L'exploració dels fons oceànics i la utilització d'una sèrie de mètodes de prospecció geofísica va canviar durant la dècada dels 50-60 el nostre coneixement sobre l'interior del planeta. Aquestes campanyes oceanogràfiques tingueren tres objectius fonamentals: L'exploració dels fons oceànics i la utilització d'una sèrie de mètodes de prospecció geofísica va canviar durant la dècada dels 50-60 el nostre coneixement sobre els fons oceànics: lluny de ser extenses planures plenes de sediments, els fons oceànics mostraven un relleu molt peculiar:
Estructura dels fons oceànics:
* La plataforma continental és la continuació del continent sota el mar. La seua extensió pot variar des d'uns pocs quilòmetres a centenars de quilòmetres. Es tracta d'àrees planes amb una profunditat màxima d'uns 200m. El seu límit ve donat pel talús continental, zona de gran pendent que separa realment l'escorça continental de l'oceànica.
* Les planures abissals són extenses plataformes planes que ocupen la major part del fons oceànic. En elles podem trobar muntanyes submarunes i guyots, formacions d'origen volcànic. Si l'activitat d'aquests volcans és molt elevada poden emergir i formar illes volcàniques (com per exemple les illes canàries o Hawaii)
* Les dorsals oceàniques són uns sistemes de serralades submarines interconnectades al llarg de la superfície del fons oceànic i que superen els 70.000 Km de longitud. Són estructures de doble cresta amb una alçada mitjana d'uns 2000 m sobre les planures abissals i que presenten en el centre una profunda esquerda, anomenada rift. L'eix principal de la dorsal es troba fracturat en forma de ziga-zaga com a conseqüència d'un gran nombre de falles perpendiculars.
* Per últim, les fosses submarines són depressions llargues, profundes i estretes que poden arribar fins als 11.000 m de profunditat. Es troben vorejant alguns continents o en zones concretes dels oceans, fonamentalment de l'oceà Pacífic
Com es va descobrir el relleu submarí?
1- L'ecosonda o sonar és una tècnica que es basa en l'emisió d'una ona sonora des d'un vaixell. Aquesta, en arribar al fons, es reflecteix i torna novament al vaixell. El temps que tarda l'ona en fer el viatge d'anada i tornada ens permet calcular la profunditat a que es troba el fons oceànic. La propagació de les ones de so en el medi aquàtic és de 1500 m/s. Així doncs, la profunditat serà 1/2 x 1500 m/s x temps transcorregut)
Fig. 2. Funcionament de l'ecosonda
2- Estudis de l'escorça oceànica mitjançant nombroses perforacions i sondejos que han permés conéixer amb precisió i detall l'escorça oceànica. Entre les dades aportades hi ha dos de molt importants: l'edat de les roques del fons oceànic augmenten progressivament a mesura que ens allunyem de les dorsals i cap roca oceànica té una edat major de 200 milions d'anys, mentre que les roques trobades als continents, tenen edat molt més antigues, arribant fins a 4000 ma
Fig. 3: Datació de les roques del fons oceànic
3- Observació in situ amb mini-submarins de diferents zones de l'interior marí , fonamentalment les crestes oceàniques on va poder-se constatar la seua activitat volcànica (laves en forma de coixí, com a la fotografia)i es van recollir nombroses mostres de roques.
Fig. 8: Laves del fons oceànic
Un altre tipus d'estudi va ser el relatiu al paleomagnetisme enregistrat a les roques: Les laves volcàniques contenen minerals de ferro els quals, en solidificar, resten orientats permanentment en la direcció del camp magnètic terrestre, tot actuant com a una bruíxola fòssil que fixa la direcció del camp magnètic al moment de la formació de la roca. A l'inici dels 50 s'havien trobat moltes roques magmàtiques en què l'orientació dels seus minerals magnètics canviava de sobte del pol nord vers el pol sud i viceversa. Es podia pensar que aquesta podia ser una característica pròpia de la roca però el fet de què totes les roques d'una determinada edat situades en diferents zones del món presentaren una mateixa direcció de magnetització es podia explicar amb gran senzillesa mitjançant una proposta sorprenent: l'existencia d'inversions succesives del camp magnètic terrestre.
El 1965 Frederick Vine i Drummond Mathews proposaren la següent hipòtesi: "Si es produeix una ascensió de magma que es diposita als costats de les dorsals, aquests dipòsits simètrics solidificaran amb la mateixa direcció magnètica. De manera que cada vegada que s'hagués produït una inversió magnètic, quedaria enregistrada als dos costats de la dorsal. Per tant, a cada inversió del camp magnètic hauria de correspondre una franja amb la mateixa imantació en un costat i altre de la dorsal. Per altra banda, l'extensió d'aquestes bandes simètriques hauria d'ésser proporcional al temps transcorregut entre dues inversions".
Teoria de la tectònica de plaques o tectónica global
Tuzo Wilson, geofísic canadenc, va ser el primer en proposar la teoria de tectònica de plaques. L'havia sorprés que la majoria dels processos de l'escorça terrestre estaven concentrats en tres tipus de característiques estructurals, posades de relleu pels terratrèmols i l'activitat volcànica: les serralades (inclosos els arcs insulars), les dorsals mesoceàniques i les grans falles de salt horitzontal (falles de transformació). La teoria de tectònica de plaques agrupa de forma coherent tota una sèrie de processos geològics (sedimentació, activitat volcànica, deformació de les roques, erosió, etc) interrelacionats ara gràcies a aquesta teoria.
. Segons aquesta teoria la part més superficial de l'interior de la Terra -la litosfera (escorça + primers quilòmetres del mantell )- està formada per una sèrie de fragments, les plaques litosfèriques, que es mouen lentament les unes respecte a les altres. Les plaques es comporten com a cossos rígids i els seus moviments es deuen a causes internes: es pensa que sota la litosfera hi ha una capa -Astenosfera (del grec asthenos, feble )- de baixa rigidesa i comportament plàstic i afectada per una sèrie de moviments de convecció que en el seu moviment arrosseguen les plaques. Les plaques poden fragmentar-se o soldar-se.
El concepte de placa no es correspon amb els de continent i oceà. Tenin dos tipus de plaques: oceàniques, formades exclusivament per escorça oceànica, i mixtes que inclouen ambdós tipus d'escorça. La litosfera està formada per 8 grans plaques litosfèriques (Pacífica, Nazca, Amèrica del Nord, Amèrica del Sud, Euroasiàtica, Africana, Indoaustraliana i Antàrtica) i una sèrie de plaques menors com la Caribenya, Cocos, Filipina o Aràbiga. A més a més en moltes plaques podem diferenciar subplaques. La seua extensió varia des de centenars a milers de Km2, essent les plaques Pacífica i Antàrtida les més grans.
Diferents tipus de moviments relatius entre plaques i les estructures derivades.
Límits contructius o de separació entre plaques.
Corresponen a les dorsals oceàniques, fins i tot les seues parts emergides, com ara el cas d'Islàndia. Son marges divergents ja que a partir de la dorsal les plaques es desplacen en sentits contraris i constructius, puix l'activitat al llarg dels rifts oceànics determina la formació d'escorça oceànica a partir dels materials procedents de l'astenosfera. Aquesta activitat provoca l'expansió o extensió dels fons oceànic i la separació dels continents adjacents. La velocitat d'expansió dels fons oceànics ha estat calculada en cm/any.
Límits destructius o convergents d'apropament entre plaques.
La grandària de la Terra no ha canviat de forma significativa durant els últims 600 m.a. i molt probablement tampoc des d’un poc temps després de la formació del planeta. Això implica que la litosfera formada a nivell de les dorsals ha de ser destruïda en la mateixa proporció. Aquesta destrucció (reciclatge) té lloc en els límits on s’aproximen dues plaques tectòniques i una d’elles s’enfonsa -subdueix- per sota de l’altra (zona de subducció). El tipus de convergència depén del tipus de límit de placa afectada. Els límits convergents es corresponen geogràficament amb les fosses marines, arcs d'illes volcàniques o serralades recents. Són vores destructives ja que hi té lloc la destrucció de part de la litosfera en un procés anomenat subducció. En altres casos la convergència acaba amb la col·lisió de dues vores continentals de plaques. La subducció és el procés pel qual la litosfera oceànica d'una placa s'enfonsa per sota d'una placa veïna. És un procés destructiu ja que el material de la litosfera retorna a la astenosfera i compensa la formació de nova litosfera que hi té lloc a les dorsals. El mecanisme de subducció va ser descobert gràcies als estudis sísmics sobre la distribució dels hipocentres als marges oceànics ja que es diposen segons superfícies inclinades cap als continents o arcs illencs pròxims en un angle d'uns 45º. Són els plans de Benioff definits per la superficie on tenen lloc aquests hipocentres i que arriben fins a 700 Km. Els plans de Benioff corresponen a les superfícies d'enfonsament de la litosfera oceànica. PODEM DISTINGIR TRES CASOS
** Si hi ha una convergència entre dues vores oceàniques de placa s'origina una zona de subducció que és la responsable de l'aparició d'una fossa abissal i una sèrie d'illes volcàniques paral·leles a la fossa i que han estat formades per l'eixida de part del material d'escorça fos a la zona que subducció i que puja a favor de les fractures originades pel xoc de les plaques. Fig.17: Convergència entre dos marges oceànics de placa
** La convergencia entre una vora de placa continental i una altra d'oceànica provoca a més de fenòmens volcànics i sísmics l'aparició de noves cadenes muntanyoses com és el cas dels Andes i que explicarem més endavant quan parlarem dels processos orogènics
** Si la convergència entre plaques apropa dues vores continentals, es produeix una col·lisió on no hi ha una destrucció de la litosfera sinó deformacions intenses. La formació de l'Himàlaia representa potser la més visible i espectacular conseqüència de la tectònica de plaques. És el resultat de la col·lisió de la massa continental de l'Índia que formava part del continent de Gondwana contra la vora sud de la placa Euroasiàtica. En lloc de subduir, els marges continentals de les dues plaques, gruixuts i relativament lleugers es pleguen i s’alcen. L’Himàlaia es troba a més de 8800 metres sobre el nivell del mar, mentre que la veïna plataforma del Tibet supera els 5000 metres.
Límits transformants
Són moviments de lliscament lateral. La zona entre dues plaques que llisquen lateralment una respecte a l’altra rep el nom de límit transformant. Ací no es dóna ni construcció ni destrucció de litosfera. No hi té lloc activitat volcànica però sí una intensa activitat sísmica.
: Fotografia de la Falla de San Andrés. Mapa amb les plaques afectades
Fenòmens intraplaca
Com hem vist l'activitat tectònica té lloc a les vores de les plaques, encara que també es coneixen fenòmens intraplaca. Enguany solament estudiarem el procés de l'aparició del Rift Valley, un aprimament de la litosfera en aquesta zona amb la creació d'un rift En Àfrica oriental, els processos d’expansió han separat la penísula Aràbiga del continent africà amb la formació del Mar Roig. Un nou centre expansiu està originant-se en Àfrica oriental. Quan l’escorça continental està sotmesa a un procés distensiu acaba per trencar-se i formar fosses tectòniques (associacions de falles normals) alhora que el material calent de l’interior, en perdre la pressió que posseïa esdevé magma i ascén a la superfície
El motor dels moviment de les plaques tectòniques
Quin mecanisme és el responsable dels moviments de les plaques? La ciència no disposa encara d'una resposta definitiva. El mecanisme més acceptat suposa l'existència d'uns corrents de convecció a l'astenosfera. En la convecció, una zona d'un fluid és escalfada, es dilata i perd densitat, de manera que ascén i quan es refreda (augmenta la seua densitat) en superfície, torna a descendre. En el seu desplaçament aquests materials friccionen amb la litosfera suprajacent i són la causa dels seus moviments. se suposa que els corrents ascenents de material més calent originen el trencament de les plaques litosfèriques, l'eixida de material de l'asenosfera i, finalment, l'expansió oceànica. Per altra banda, els corrents descendents provoquen l'aparició de les fosses abissals, mentre que els corrents superficials horitzontals actuarien en forma de cinta transportadores de les plaques.
