4. tectÃ³nica de placas

8/18/2019 4. TectÃ³nica de Placas

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“Todos los procesos en la Tierra

pueden ser explicados en términos dela Tectónica de Placas.”



Tectónica de Placas

• τεκτων = tekton---- "el que construye“

• Teoría geológica que explica la forma en que está estructurada lalitosfera.

• Da una explicación a las placas tectónicas que forman la superficie

de la Tierra y a los desplazamientos que se observan entre ellas ensu deslizamiento sobre el manto terrestre fluido, sus direcciones einteracciones.

• Explica la formación de las cadenas montañosas (orogénesis).

• Explicación satisfactoria de por qué los terremotos y los volcanes

se concentran en regiones concretas del planeta o de por qué lasgrandes fosas submarinas están junto a islas y continentes y no enel centro del océano.



Antecedentes de la Tectónica de Placas

Primeras hipótesis

• En 1596 el geógrafo Abraham Ortelius se percató de que las costas del Nuevoy el Viejo Mundo coinciden.

• La idea fue retomada por Snider (1859) en el libro “ La Création et ses

Mystères Dévoilè”, donde se argumentaba la separación entre ambas costas.

• La hipótesis se retomó puntualmente a inicios del s. XX por algunos autorescomo Taylor (1910) y Baker (1911).

• En 1912 Wegener argumentó sólidamente el posible movimiento de loscontinentes, estableciendo la Teoría de la Deriva Continental. Esta teoría

propone la desintegración de un gran continente (Pangea), y se apoya en datos paleontológicos, geológicos y geodésicos. Sin embargo, Wegener no explicólas causas del movimiento de los continentes.

• Holmes (1931) atribuyó a una convección profunda la causa de losmovimientos de los continentes, y de la distribución de las orogenias y de los

cinturones de volcanes.



EVOLUCIÓN DELOSCONTINENTES

250-200 MaPangea

150 Ma

100 Ma



Capas de roca que forman una columnaestratigráfica pérmica han sido encontradasen partes de África, Sudamérica, Antártida,e India. Esta secuencia de rocas fuedepositada antes de la disgregación delsupercontinente Pangea

Estudios de la distribución de plantas yanimales fósiles también sugieren laexistencia de Pangea.




Evidencia adicionalusada por Wegener

para apoyar lahipótesis de la derivacontinental:

Las montañas se alineanen el hemisferionorte

Norteamérica, Europa,América del sur, yÁfrica se agrupan.




2. La exploración de los fondos oceánicos y el desarrollo de laTectónica de Placas:

• La exploración de los fondosoceánicos ocasionó el

descubrimiento de grandescordilleras submarinas: Lasdorsales oceánicas. Sucaracterización detallada se inicióa mediados del s. XX y permitió

reconocer un rift en la zona axial.Además se observó que la capa desedimentos acumulada en losfondos oceánicos es relativamentedelgada.



• Hess (1962) propuso que las dorsales son zonas de expansión en las que se generacorteza oceánica.

• Posteriormente, los trabajos de fechamiento paleontológico e isotópico de losfondos oceánicos demostraron que los materiales son más antiguos cuanto másalejados están del eje de las dorsales.

• En 1963, Vine y Matthew, publicaron

un articulo donde presentaron datos afavor de la brillante pero especulativaidea de Hess. En este articuloreportaron mediciones de anomalíasmagnéticas en los fondos marinos al

sur de Islandia. Los registrosmagnetométricos mostraban patroneslineales muy claros de anomalíasmagnéticas positivas y negativas

Las anomalías magnéticas eran también simétricas con respecto al eje de la cadenamontañosa del fondo marino.



Anomalías Magnéticasen el fondo marino



3. Otras evidencias

Distribución de la actividad sísmica.

ió d l i



Separación de los continentes

http://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/8/8e/Pangea_animation_03.gif



Placas TectónicasPlacas de mayor tamaño:•

Placa Norteamericana•Placa Sudamericana•Placa del Pacífico•Placa Euroasiática•Placa Australiana•Placa Antártica•Placa Africana

Placas medianas:•Placa del Caribe•Placa de Nazca

•Placa Filipina•Placa Arábiga

•Placa de Cocos•Placa de Scotia

•

Placa Juan de Fuca



Placas Tectónicas



La teoría de la Tectónica de Placas propone que las placas litosféricas rígidas semueven a través de la superficie de la tierra.

Hay aproximadamente 7 placas de gran tamaño y 7 medianas. Adicionalmentese han identificado más de una docena de placas de menores dimensiones.

Algunas se separan, otras chocan y algunas se mueven horizontalmente.

El movimiento de la placa es conducido por uno o más de los mecanismossiguientes:

1. Convección -- calor transferido por el movimiento de un fluido2. Conducción -- calor transferido por la fricción de las placas

3. Radiación – calor transferido por decaimiento radiactivo

Diversos procesos geológicos ocurren en los límites o márgenes de las placas:

1. Los volcanes existen en los márgenes de placa como resultado de lasubducción

2. Los terremotos ocurren donde las placas convergen

3. Un cinturón montañoso se origina mientras que una placa es empujadasobre otra

4. El piso oceánico se forma donde dos placas oceánicas se separan

(divergencia)

Además…..



Convección en el MantoA finales de la década de los 40, se sugiere la posibilidadde que exista en el Manto la plasticidad suficiente comopara propagar el calor interno de la Tierra mediantecorrientes de convección. La base de esta hipótesis es ladistribución del gradiente geotérmico, máximo en las

grandes dorsales oceánicas y mínimo en las fosasmarinas, siendo esta la distribución característica delcalor en un sistema convectivo



Tipos de Placas:

• Oceánicas: formadas por litosfera oceánicaúnicamente: Pacífica, Cocos y Nazca.

• Continentales: formadas únicamente porlitosfera continental: Arábiga.

• Mixtas: formadas por ambos tipos de litosfera:Euroasiática, Africana, etc.

http://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/5/5a/Oceanic-continental_convergence_Fig21oceancont_spanish.svg



Movimientos relativos entre placas

Movimientos

entre placas Tipo de borde

Estructuras

geológicas Ejemplo

Procesos

geológicosasociados

Divergente Constructivo DorsalDorsal

centroatlántica

Sismicidad Vulcanismo.

Expansiónfondo

Convergente

DestructivoSubducciónTrinchera

Arco volcánico

Costa PacíficoFaja Volcánica

Transmexicana

Sismicidad Vulcanismo

ColisiónOrógeno

Los HimalayasSismicidad

Plegamientos

De cizalla PasivosFalla

transformante

Falla de San

Andrés

Sismicidad

Deformación

Í



Hay tres tipos de límites entre placas:

I) Límites divergentes:

Dorsales oceánicas

Rifts continentales

II) Límites convergentes:

Zonas de subducción.

Zonas de colisión.

III) Límites transformantes

LÍMITESENTRE

PLACAS



Límites de placa

1- Límites divergentes

* El régimen de esfuerzos es

extensional. Puedencorresponder a límites entre placas oceánicas (límitesconstructivos -> Dorsalesoceánicas), o a zonas de rifting

continental (cuencasextensivas).* Las zonas de régimen extensivo

son más importantes enextensión que las zonas

compresivas, ya que la cortezaestá adelgazada.

1.a. Dorsales oceánicas: (Ocean ridges) Cordilleras submarinas de grandesdimensiones (hasta 8400 Km de longitud), caracterizadas por presentar un rift enla zona axial, con una intensa actividad magmática, que corresponde a una zonade divergencia de placas.



Un proceso continuado de riftcontinental deriva en elrompimiento de la placacontinental y la apertura de unanueva cuenca oceánica.

1.b. Rifts continentales: Depresiones morfológicas y tectónicas de dimensiones regionales,delimitadas por fallas normales y de dirección, que se originan en contextos extensionalesy que normalmente se asocian a una fuerte actividad sísmica y volcánica. En algunos casosconstituyen límites entre placas continentales, pero en otras ocasiones se trata de cuencasextensionales de intraplaca.



BORDES CONSTRUCTIVOS



Evidencias de bordes constructivos antiguos: OFIOLITAS• Son fragmentos de corteza

oceánica antigua que han

sido desplazadas hacia la

corteza continental. Nospermiten tener una visión

de los procesos que tienen

lugar en las dorsales

oceánicas. Consisten de 4

unidades:• Complejo ultramáfico

• Complejo gabróico

• Complejo de diques

• Complejo de rocas

volcánicas

El nombre ofiolita se deriva del Griego “ophi” , quesignifica “serpiente de mar”, debido al aspecto

verdoso, moteado y brillante de las serpentinitas,

similar al de algunas serpientes de mar.

Ofi lit



Ofiolitas• Una ofiolita puede estar completa o puede encontrarse

desmembrada o metamorfoseada.

• Generalmente un ofiolita se interpreta como una parte de corteza

oceánica y manto superior, el término se empleaindependientemente de su origen supuesto.

Ejemplo: Ofiolita de Oman (Samail)

http://www.bris.ac.uk/Depts/Geol/vft/vfr37.html





Mecanismo de Obducción:• Las ofiolitas han sido consideradas como fragmentos fósiles de la corteza terrestre

antigua desde el surgimiento de la Tectónica de Placas. La incorporación de ofiolitas enmárgenes continentales es un componente significativo de la evolución tectónica encinturones orogénicos y ha sido definido como “emplazamiento ofiolítico” u “obducción ofiolítica”.

Es mas frecuente que se produzcan en:•Corteza oceánica a altas temperaturas•Emplazamiento por desmembramiento en complejode subducción (scrapping of f )•Sutura entre dos bloques continentales•Cierre de una cuenca marginal•Cierre cuenca de antepaís con adelagazamiento de

corteza. Ej. Cuenca de Tepuel gabros tholeíticos

Lí i d l



Límites de placa2- Límites convergentes2.a. Zonas de subducción: El proceso de la subducción consiste en el hundimiento a gran escala

de una placa oceánica por debajo de otra placa (oceánica o continental), constituyendo unlímite destructivo de placas litosféricas.En el límite entre ambas placas se origina una fosa oceánica, y en la placa superior sedesarrolla un arco magmático.

El movimiento reciproco de las placas se conoce como: Push-Pull Slab ( placas densas vanhacia abajo y el magma genera fuerzas

Lí it d l



2.b. Zonas de colisión continental: Zona de convergencia de dos placascontinentales en la que no hay subducción, originada por el cierre

de una cuenca oceánica. Con relación a la colisión continentaltienen lugar fenómenos de compresión y pliegue.

A diferencia de los procesos deconvergencia en losque intervienen placasoceánicas, la bajadensidad de la corteza

continental impide lasubducción.

Límites de placa

Cuando colisionan dos placas continentales se produce una obducción, ya quelas placas no pueden fundirse. No aparece una fosa, aparece un orógeno



BORDES DESTRUCTIVOS



BORDE DESTRUCTIVO

EN EL PACÍFICO

Lí it d l



3. Límites transformantes

Límite entre dos placas en el que no hay generación ni destrucción de corteza,

debido a que el movimiento de ambas placas no tiene componente perpendicular, pues es una falla transformante o de cizalla.

Límites de placa

3.a. La mayoría de límitestransformantes seencuentran en el fondo

oceánico y se disponen perpendicularmente a lasdorsales oceánicas.Muchas de estas fallastransformantes están

únicamente asociadas a los procesos de formación decorteza oceánica. Sinembargo, algunascorresponden a límites

entre placas mayores.

I t i d l lí it



3.b. Límites transformantes

entre placas continentales

El sistema de fallas de San Andrés es posiblemente el límitetransformante más estudiado.

Importancia de los límites

de placa

BORDES PASIVOS



BORDES PASIVOS

Importancia de los límites de placa



Importancia de los límites de placa

PUNTOS TRIPLES

•Zonas de la superficie terrestre donde convergen tres placas

litosféricas.

(Teisseyre et al ., 1993)

PENACHOS TÉRMICOS o HOT SPOTS



PENACHOS TÉRMICOS o HOT SPOTS

• Son columnas de material rocosocaliente que ascienden desde la

base del manto, hasta que perforanla litosfera y originan en lasuperficie una zona de intensovulcanismo llamada punto caliente.

E i t t ti d lí it



En resumen, existen tres tipos de límites queproducen:

• Bordes Constructivos:

– Dorsales oceánicas (Pacífico, Atlántico)

• Bordes destructivos.

– Subducción: Fosas, Arco volcánico continental (FajaVolcánica Transmexicana), Arco volcánico de islas(archipiélago de Japón)

– Colisión: Orógenos (Himalaya)

• Bordes pasivos

–

Fallas transformantes (Falla de San Andrés)• Penachos calientes o hot spots: Fuera de los límites de

placas. Dan lugar a los arcos de islas volcánicos (Hawaii, islasdel Pacífico) o a fenómenos de rifting

Embriónico jemplo actual



Maduro

Cicatriz

Declinante

Terminal

Juvenil

Emergencia

Dispersión

Compresión y

Emergencia

Compresión y

Emergencia

Compresión

Emergencia yDispersión

Valles de falla del

Africa oriental, Lago

Baikal

Mar Mediterraneo

Oceáno Atlántico

Mar Rojo, Golfo deCalifornia

Oceáno Pacífico

Linea Indica,

Himalayas, Atlas

Basado en Wilson, 1968

C I C L O D E

W I L S O

N

Fase

Importancia en la biósfera



Importancia en la biósferaLa tectónica de placas ha separado los

continentes y los ha puesto en lasituación actual.

La posición de los continentes fija elcomportamiento del clima durantemillones de años.

Las latitudes en las que se concentra lamasa continental influyen en elestablecimiento de los ecosistemas:si las masas continentales están

situadas en latitudes bajas habrápocos glaciares continentales y, engeneral, temperaturas medias menosextremas.

Durante el Jurásico el clima era muchomás caluroso y las corrientesoceánicas podían circular libremente

por los polos en los que solo habíaocéano.El clima tropical se extendía por todo el

globo y los bosques de helechosarborescentes prosperaban en todaspartes.

La composición atmosférica



La composición atmosféricaLa atmósfera primitiva, tenía una composición parecida a la

nebulosa inicial, perdió sus componentes más ligeros, elhidrógeno diatómico (H2) y el helio (He), para sersustituidos por gases procedentes de las emisionesvolcánicas del planeta o sus derivados, especialmente

dióxido de carbono (CO2)En dicha atmósfera son importantes los efectos de los gases

de invernadero emitidos de forma natural en volcanes.La cantidad de óxidos de azufre y otros aerosoles emitidos

por los volcanes contribuyen a enfriar la Tierra.Con la aparición de la vida en la Tierra se sumó como agente

incidente el total de organismos vivos, la biosfera.

Inicialmente, los organismos autótrofos por fotosíntesiso quimiosíntesis capturaron gran parte del abundanteCO2 de la atmósfera primitiva, a la vez que empezabaacumularse oxígeno (a partir del proceso abiótico de lafotólisis del agua).

La aparición de la fotosíntesis oxigénica, dio lugar a unapresencia masiva de oxígeno (O2) como la que caracterizala atmósfera actual.

Aumentó el consumo de oxígeno y disminuyó el consumoneto de CO2 formándo la atmósfera de tercerageneración actual.

Este delicado equilibrio entre lo que se emite y lo que seabsorbe se hace evidente en el ciclo del CO2, la presenciadel cual fluctúa a lo largo del año según las estaciones decrecimiento de las plantas.

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