jueves, 24 de mayo de 2012

TECTÓNICA


Se denomina esfuerzo al conjunto de fuerzas que afectan a un cuerpo material y tienden a deformarlo.
 
Los esfuerzos tectónicos pueden ser básicamente de tres tipos:
 
o Compresión: producido por fuerzas que actúan convergentemente en una misma dirección.
 
o   Distensión (tensión, estiramiento o tracción): producida por fuerzas divergentes que actúan en una misma dirección.
 
o     Cizallamiento: originado por fuerzas paralelas que actúan en sentidos opuestos.
 
 
Se dice que un cuerpo es perfectamente elástico cuando la relación entre esfuerzo y deformación es constante y el cuerpo puede recuperar su forma original al cesar el esfuerzo deformante.
Cuando dicha relación no es constante se produce una deformación plástica y, aunque se retire el esfuerzo, el cuerpo quedará con una deformación permanente

En la práctica las rocas presentan un comportamiento intermedio, deformándose inicialmente de una manera elástica, hasta alcanzar el límite elástico; a partir de este punto se produce la deformación plástica. El comportamiento plástico también tiene un límite, alcanzado el cual se produce la rotura.

 

Las deformaciones elásticas, al no producir deformaciones permanentes, no generan estructuras tectónicas. Éstas son producidas por la componente de deformación plástica o bien por la rotura.

 
Las deformaciones de los materiales terrestres  pueden ser plásticas (pliegues) o de fractura (fallas y diaclasas).





Los pliegues son estructuras plásticas de deformación originadas por esfuerzos convergentes.

Los elementos de un pliegue son:
Charnela: Es la zona de mayor curvatura del pliegue.

Flancos: Lados del pliegue.

Núcleo: Es la zona mas interna del pliegue.

Plano Axial : Divide el pliegue en 2 mitades simétricas.

El eje: Es la línea de intersección entre la superficie axial y la charnela.

Además se define el buzamiento como el ángulo que forma el eje del pliegue con la horizontal y la dirección, que es el ángulo que forma el eje del pliegue con el norte geográfico.

 

Los pliegues  se pueden clasificar de diferentes formas:


 
 
Pliegue inclinado
 
Pliegue acostado
 
 
 
Monoclinal
 
 
 
Pliegue chevron
 
Pliegue-falla


Pulsa aquí para ver una animación de los distintos tipos de pliegues.

Una falla es una estructura tectónica de rotura en la que tiene lugar y desplazamiento de los bloques formados y puede originarse por todo tipo de esfuerzos.

Los elementos de una falla son:

- El plano de falla:  es la superficie que separa los dos bloques contiguos.
- Labios de falla: los bloques separados por el plano de falla . Cuando uno de los bloques queda hundido respecto al otro, se habla de labio elevado y labio hundido.

- Salto de falla: desplazamiento relativo producido entre ambos labios de falla.
Cuando, como consecuencia de la falla, queda en el terreno un resalte, éste es conocido como escarpe de falla.
 
Frecuentemente se encuentran sobre el plano de falla estrías debidas al roce producido entre los dos bloques durante el movimiento. Estas estrías de falla nos marcan la dirección del movimiento producido.

 
Cuando, como consecuencia del rozamiento, llegan a producirse recristalizaciones y precipitaciones de minerales como calcita o cuarzo, se forma una superficie lisa que se denomina espejo de falla.
 


 Se originan por esfuerzos divergentes.




 
 
Se originan por esfuerzos convergentes


 
Falla de desgarre: se originan por esfuerzos de cizalla
 
 
 
Asociaciones de fallas





Animaciones de estructuras tectónicas: pliegues y fallas, fallas normales e inversas.
http://www.iesalbayzin.org/descargas/AnimacionesBio-Geo/WebCTMA/FallaInvers.swf
Pincha aquí para estudiar los distintos tipos de fallas.


A lo largo de la historia ha habido distintas interpretaciones de la realidad (teorías fijistas y movilistas). Las teorías fijistas consideran que los continentes no han cambiado nunca de situación. La primera teoría movilista fue elaborada por Wegener en 1912 en su libro "El origen de los continentes y océanos".




Es la Teoría de la deriva continental, según la cual, hace 280 m.a. había un solo continente llamado Pangea, que se fracturó en Laurasia y Gondwana. Estos también se rompieron y se han ido moviendo hasta su posición actual.
 Wegener aportó diferentes tipos de pruebas:

- geográficas: el encaje de las costas de los continentes como piezas de un puzzle. El encaje es casi perfecto si se hace a nivel de plataforma continental.







- paleontológicas: la coincidencia de fósiles de plantas y reptiles en África, Sudamérica, Australia y Antártida.






- geológicas: materiales y estructuras geológicas coincidentes como los Apalaches y cordilleras caledonianas en Escandinavia e Islas Británicas.
-paleoclimáticas: se han encontrado depósitos de carbón y tillitas en África, Sudamérica, India y Antártida de la misma edad, así como restos de corales en Escandinavia, lo que sugiere que los continentes ocuparon en pasado latitudes más al sur que las actuales.
















En 2012 se celebró el centenario de esta teoría que se considera predecesora de la teoría de la Tectónica de placas.



 

En esta animación puedes ver cómo evolucionarán los continentes en el futuro.

 Este artículo de la revista Investigación y Ciencia te explica el origen de los supercontinentes.



En los años 60 se avanza mucho en el conocimiento del fondo oceánico.


Perfil del fondo oceánico


La batimetría, esto es, el mapeo de la profundidad del fondo oceánico o la topografía submarina, comenzó muy temprano en la historia de la navegación. Al principio se llevaba a cabo mediante sondas que eran simplemente pesos atados a la punta de un cable, que se bajaban hasta el fondo (si alcanzaba el cable). Durante la segunda Guerra Mundial se desarrolló un equipo, llamado sonar, para hacer sondeos acústicos; el sonar emite un sonido y calcula la distancia al fondo marino a partir del tiempo que tarda el sonido en reflejarse en el fondo y volver a la superficie. Versiones modernas muy sofisticadas de este método se usan en la actualidad para obtener una imagen detallada de la batimetría. Otro método de explorar el fondo oceánico era mediante el dragado, que consiste en arrastrar una combinación de rastrillo con red que permite obtener muestras de rocas y seres vivos. Hoy día hay vehículos robots o tripulados que permiten recolectar muestras e imágenes de zonas muy profundas del fondo oceánico. Otras medidas modernas de propiedades del fondo oceánico se refieren a su gravedad y magnetismo, y barcos equipados con equipos de perforación (parecidos a los usados para la exploración en la búsqueda de petróleo) han obtenido un buen número de muestras de la estructura del fondo marino en muchos puntos de la Tierra.
Los estudios batimétricos indicaron la existencia de cuatro rasgos importantes del fondo marino:1) Grandes áreas relativamente planas que cubren la mayor parte del fondo a profundidades de 2 a 6 km, llamadas llanuras abisales. 2) Profundas depresiones alargadas, llamadas fosas oceánicas, que alcanzan grandes profundidades. 3) Enormes cadenas montañosas muy extensas, llamadas dorsales oceánicas. 4) Grandes zonas de fractura que separan secciones de las cadenas montañosas. Las fosas oceánicas son depresiones del fondo marino, angostas y alargadas, usualmente en forma de arco, donde se encuentran las mayores profundidades de la superficie terrestre. La figura 19 muestra la localización de las principales trincheras oceánicas; podemos ver que gran parte de ellas se encuentra en las orillas del Océano Pacífico. Las trincheras más profundas son la de Filipinas (11.52 km) y la de Marianas (11.03 km) que miden unos 1 200 y 2 000 km de largo, respectivamente. La trinchera más larga es la de las Aleutianas, que mide 3 300 km de largo y alcanza los 7.68 km de profundidad.

[FNT 20]


Figura 19. Gran parte de las fosas se encuentra en la frontera entre océano y continente, mientras que otras se encuentran a lo largo de arcos de islas, los cuales son cadenas de islas de composición volcánica, como por ejemplo las Islas Marianas y Tonga. Tanto en estas islas como en los continentes, la mayor parte de la actividad volcánica se encuentra distribuida en cinturones paralelos a las trincheras, que son montañosos en los continentes; por esta razón, a veces se utiliza la expresión arco de montañas para referirse a la región de la fosa en los continentes. Si se compara la distribución de estas trincheras con la de la sismicidad global , puede verse que la mayor parte de los grandes terremotos profundos ocurren muy cerca de las fosas, del lado del continente o del arco de islas, según sea el caso.

La figura 20 muestra las posición de las principales cordilleras oceánicas (indicadas por pares de líneas paralelas). Las cordilleras oceánicas son cadenas (algunas de ellas larguísimas, de miles de kilómetros) de montañas (algunas de ellas muy altas, tanto como el Everest) alargadas, casi todas submarinas (algunas de ellas asoman a la superficie del mar como islas), en cuya parte central existen rupturas (rift)  también alargadas, de donde brotan erupciones almohadilladas de lava basáltica (pillow laves) que forma volcanes, y chorros de agua muy caliente (unos 350° C) con cantidad de minerales disueltos.  Las dorsales también presentan fallas transformantes perpendiculares al rift. 
[FNT 21]

En las llanuras abisales también aparecen guyots. Un guyot es un monte submarino que tiene la forma de un tronco de cono. Los guyots se hallan rara vez aislados y por lo general forman alineaciones de hasta un centenar de ellos. Su cima es plana y se halla a una profundidad comprendida entre 900 y 1.800 m.


Sobre los años 60 empieza a tomar la fuerza la teoría de la Tectónica de placas, que es para la Geología lo que la teoría de la selección natural de Darwin es para la Biología. La teoría de la tectónica de placas considera que la litosfera está fragmentada en placas litosféricas. Aprende los nombres de las placas y repásalos aquí.


Las placas litosféricas  (cortesía del USGS)

En los bordes de las placas se producen importantes fenómenos geológicos. Conoce los tipos de bordes: constructivos (dorsales), destructivos (fosas) y pasivos (fallas transformantes).
http://www.bioygeo.info/Animaciones/PlateMotion.swf.

Los movimientos de las placas  son:
- De separación (esfuerzos distensivos): en las dorsales.
-De aproximación (esfuerzos compresivos): en las fosas.
-Laterales (esfuerzos de cizalla): en los bordes pasivos.

Mapa de distribución de las dorsales:







 En las dorsales (bordes constructivos) tiene lugar la formación de litosfera oceánica (Teoría de la Expansión del suelo oceánico de Hess). Según esta teoría, el magma del interior de la Tierra sale por el rift y se va extendiendo y consolidando a ambos lados del mismo. Pruebas de ello son el bandeado magnético de las dorsales, la edad de los fondos oceánicos y el espesor de los sedimentos en los mismos (la edad de los materiales basálticos aumenta a medida que se alejan del rift, así como el espesor de los sedimentos).

 

En esta animación puedes ver el origen de las anomalías paleomagnéticas del fondo oceánico.

Otras pruebas de esta teoría son las anomalías gravimétricas negativas y el elevado flujo térmico encontrados en las dorsales.También se registran seísmos de foco superficial y se produce vulcanismo basáltico.
Existen tres grandes dorsales oceánicas: la Atlántica, la Índica y la Pacífica.

  En las fosas (bordes destructivos) se produce la subducción entre dos placas oceánicas,(arco-islas) y de una placa oceánica bajo una continental .

                              
Los arco-islas son archipiélagos en forma de media luna rodeados por el lado convexo por una fosa que marca el límite entre las dos placas. Son islas volcánicas generadas por la subducción de una placa oceánica bajo otra. Asociados a esta actividad volcánica se produce una intensa actividad sísmica. Las Aleutianas, Kuriles, Marianas o Filipinas son ejemplos de este tipo de islas.
Una prueba a favor de la tectónica de placas es la existencia del plano de Benioff. Los focos de los terremotos producidos al subducir una placa bajo otra se alinean en un plano inclinado en el que los más superficiales están más cerca de la costa y los más profundos se encuentran hacia el interior de la otra placa.




La teoría de la Tectónica de placas también explica la Formación de cordilleras intracontinentales (Himalaya, Alpes, etc) y pericontinentales (tipo andino). El Himalaya es una cordillera intracontinental formada por colisión entre las placas indostánica y euroasiática. Los Andes constituyen un ejemplo de cordillera pericontinental formada por la subducción de la placa de Nazca bajo la sudamericana.





   

La imagen siguiente muestra la distribución de los principales orógenos:





En los bordes pasivos (falla de San Andrés, falla de Azores-Gibraltar) se producen fuertes terremotos.


Falla de Azores-Gibraltar: fue responsable del terremoto de Lisboa de 1755.

En el interior de algunas placas existen Puntos calientes comoYellowstone. Si el punto caliente está en una placa oceánica originará un archipiélago como Hawai.
Tectónica de placas y terremotos. Esta  animación te muestra la relación de las placas litosféricas con los terremotos y volcanes.

En este enlace podéis ver animaciones sobre tectónica y manifestaciones de la energía interna de la Tierra.
Más Animaciones.

Teoría de la tectónica de placas

Puedes ver algunos vídeos interesantes sobre lugares con actividad geológica en la página vídeos de este blog en la entrada "Vídeos de Geología".

¿Por qué se mueven las placas? Para comprenderlo, antes debes conocer las formas de propagación del calor en esta animación. En el manto se producen corrientes de convección. Animación de las corrientes de convección en el manto.
El calor del núcleo metálico pasa al manto  rocoso y aquí, en esta capa se producen corrientes ascendentes  de roca plástica debido a la menor densidad de los materiales calientes. Estas corrientes ascendentes pueden aflorar en las dorsales y en otros puntos de la corteza (los denominados puntos calientes). Por el contrario, la roca plástica fría  se enfría y desciende provocando un "tirón" " que arrastra la litosfera hacia abajo. Esto ocurre en las zonas de subducción.

 
CICLO DE WILSON
Tuzzo Wilson explica de forma ordenada el proceso de apertura y cierre de los océanos y la fragmentación y posterior unión de los continentes y la formación de las cordilleras. En la actualidad existen muchos ejemplos de estas situaciones. En el ciclo se distinguen las siguientes fases:
 
- Etapa de Rift continental: el continente se fragmenta por la subida de un magma que abomban la corteza hasta romperla (Rift-Valley africano).

 
- Etapa de dorsal oceánica: el rift es invadido por el mar y se va ensanchando hasta formarse una dorsal. Los continentes quedan separados por una cuenca oceánica como el actual Mar Rojo.
- Etapa Atlántica: los continentes se separan progresivamente y entre ellos aparece una gran cuenca oceánica, como el océano Atlántico actual.
- Cuando la cuenca alcanza cierto tamaño y es suficientemente antigua, al aproximarse a una litosfera continental, se hunde bajo ella. Se origina una cadena montañosa tipo andino como Los Andes.
- Etapa Pacífica: la cuenca oceánica se va cerrando.
-Orógeno de tipo himalayo: al chocar dos litosferas continentales desaparece la cuenca oceánica. En la línea de sutura se forma una cordillera de tipo himalayo, como el Himalaya.

ciclo_wilson


Pinchando aquí puedes ver una presentación resumen de los contenidos trabajados en clase sobre la Deriva continental y Tectónica de Placas que pueden ayudarte a estudiar el tema.

Para comprobar lo que sabes puedes hacer estas actividades de autoevaluación.









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