Solucionario

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15 Dinámica litosférica

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PUNTO DE PARTIDA: Un fondo oceánico joven y a rayas

Observa en la imagen las edades de los fondos del océano Atlántico.

a) ¿En dónde se sitúan los de menor edad? ¿En dónde los más antiguos?

b) ¿Cómo puede explicarse la distribución que presentan estos fondos oceánicos?

c) ¿Qué edad tienen los fondos más antiguos?

d) En los continentes son muy frecuentes rocas con más de 400 M.a. y, aunque muy poco abundantes, se encuentran algunas con más de 3000 M.a. ¿Dirías que se reciclan más rápido los continentes o los fondosoceánicos?

a) Los fondos de menor edad se sitúan sobre la dorsal, en el centro del océano. Los más antiguos se sitúan en los bordes continentales, especialmente en el de Norteamérica y en el noroeste africano.

b) Su distribución es simétrica con respecto a la dorsal porque esta dorsal genera fondos oceánicos en ambasdirecciones y a un ritmo aproximadamente igual, circunstancia que no siempre se da.

c) Los fondos oceánicos más antiguos tienen entre 154 y 180 M.a.

d) Se reciclan mucho más rápido los fondos oceánicos que los continentes.

1. ¿Cómo es la corteza de Venus?

La gráfica muestra la distribución de altitudes en el planeta Venus,su curva hipsométrica. El nivel 0 no es, en este caso, el nivel delmar, sino el radio medio de este planeta.

a) Compara la curva hipsométrica de Venus y la de la Tierra. ¿Quédiferencias se aprecian?

b) ¿Cuántos tipos de corteza habrá en Venus?

c) Las rocas de la superficie de Venus son de naturaleza basáltica.Por su composición, ¿a qué tipo de corteza terrestre se parecerámás?

a) La curva hipsométrica de Venus es una campana de Gauss,mientras que la de la Tierra muestra dos campanas (una para cadatipo de corteza).

b) En Venus debe haber una sola corteza.

c) Por su composición se parece más a la corteza oceánica.

2. Indica un proceso natural que permita sobrecargar una zona.

Un posible proceso natural sería la sedimentación de materiales o la acumulación de hielo durante una glaciaciónen una determinada zona.

3. ¿Los reajustes isostáticos ayudan a explicar por qué se ven en la superficie (afloran) rocas formadas a másde 10 km de profundidad?

En efecto, si no existiesen los reajustes isostáticos, la erosión no podría afectar a zonas tan profundas de lalitosfera, dado que estarían muy por debajo del nivel del mar.

4. Observa el mapa. ¿En qué zonas tiene la corteza continental mayor grosor? ¿Coinciden o no con las quetienen mayor altitud? ¿Concuerda este dato con la teoría de la isostasia?

La corteza continental alcanza el mayor grosor en los Andes y en el Himalaya y, efectivamente, coincide con laszonas de mayor altitud del planeta.

Estos datos concuerdan con lo que pronostica la teoría de la isostasia.

+4000

+2000

0

–2000

–4000

0 10 20 30

Pro

fund

idad

(m

)A

ltitu

d (

m)

Superficie de Venus (%)

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5. ¿Qué se entiende por plataforma continental? ¿Está justificado unirla a los continentes para comprobar el encaje?

La plataforma continental es una llanura de escasa profundidad que rodea a los continentes. Su composición es la de la corteza continental (es corteza continental adelgazada).

Sí, está justificado unirla a los continentes para comprobar el encaje y no solo por tratarse de corteza continental,sino porque los ascensos y descensos del nivel del mar (cambios eustáticos) hacen que la línea de costa esté en permanente cambio, en el que también influyen los procesos de erosión y sedimentación litoral.

6. De acuerdo con las teorías evolucionistas, ¿por qué no sería posible explicar la distribución de Lystrosaurus yMesosaurus si los continentes hubiesen permanecido en su disposición actual?

Porque son zonas muy separadas geográficamente y las poblaciones de uno de estos continentes no puedencruzarse con las del otro, con lo que resulta inevitable que evolucionen por caminos diferentes.

7. Si los continentes, como pensaba Wegener, se desplazasen sobre los fondos oceánicos, ¿habría fondosoceánicos de más de 180 M.a.? ¿Por qué?

Sí, en ese caso habría fondos oceánicos de mucha mayor antigüedad, ya que el fondo oceánico sería como el“tapete” sobre el que se desplazarían los continentes y todas aquellas zonas de ese “tapete” que no estuviesenactualmente debajo de los continentes serían muy antiguas, tanto como los océanos.

8. ¿Cómo se explica que la edad de los sedimentos más antiguos en cada zona del fondo oceánico sea similara la de los basaltos situados bajo ellos?

La edad de la corteza oceánica en cada lugar es la de los basaltos que constituyen su base. Si en todo momentose está produciendo en los fondos oceánicos sedimentación, por pequeña que sea, habrá sedimentos desde el momento en que se formó esta corteza.

9. ¿A qué ritmo se extiende este océano?

Si conocemos la edad de los fondos oceánicos en undeterminado lugar y su distancia a la dorsal, se puede calcular aqué ritmo medio se ha formado ese fondo oceánico. No todos lohacen al mismo ritmo. La imagen muestra una zona del fondooceánico del Atlántico norte.

A partir de los datos que figuran, calcula su ritmo medio de extensión durante los últimos 3 M.a.Ten en cuenta que se forma litosfera oceánica a uno y otro lado de la dorsal.

Según los datos, en los últimos 3 M.a. la extensión del fondo Atlántico hacia el oeste ha sido de 10 km y otro tantohacia el este, lo que hace un total de 20 km. Esto representa una extensión media de 0,67 cm/año.

10. A partir de la teoría de la extensión del fondo oceánico, ¿cómo explicarías la distribución que presentan lossedimentos en las cuencas oceánicas?

La inexistencia de sedimentos en las dorsales oceánicas se explica porque estos son los lugares en los que seorigina el nuevo fondo oceánico. Los materiales que se encuentran en ellas acaban de formarse, por lo que no esde extrañar que carezcan de sedimentos. Según nos alejamos de la dorsal, encontramos fondos oceánicos másantiguos. Cuanto más antiguo es un fondo oceánico, más tiempo lleva como receptor de sedimentos.

11. Las dorsales oceánicas se elevan 2 ó 3 km sobre las llanuras circundantes. Según la teoría de la isostasia,las elevaciones del terreno pueden explicarse porque en esos lugares hay materiales menos densos o porque hay mayor grosor. ¿Se da alguna de estas circunstancias en las dorsales? ¿Puede haber algunaotra causa que justifique esta elevación?

En las dorsales oceánicas los materiales están a una temperatura más alta y esa es la causa de su elevación conrespecto a los fondos oceánicos circundantes. Las rocas que constituyen las dorsales son basaltos, como en lasllanuras circundantes, pero al hallarse a mayor temperatura se encuentran dilatados y tienen una densidad inferior,que es la razón por la que están más altos.

Eje de la dorsal

Escala3 M.a. 200 40 km

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12. ¿Cómo puede explicarse que en los casos en que se produce una subducción “espontánea” sea mayor elángulo de subducción?

Porque la subducción “espontánea” se produce en aquellos casos en los que la litosfera oceánica ha alcanzadouna densidad superior a la astenosfera; su mayor densidad favorece una trayectoria más próxima a la vertical.

13. ¿Por qué no suele formarse prisma de acreción en los casos de subducción “espontánea” y sí en los otros casos?

Porque en estos casos, el acoplamiento de las dos placas que intervienen es débil, lo que permite que la mayorparte de los sedimentos que transporta la placa que subduce puedan introducirse en el interior.

14. ¿Cómo puede explicarse que en los márgenes transformantes y en los divergentes los focos sísmicos nuncason profundos mientras que en los convergentes sí pueden serlo?

Los terremotos se producen en materiales rígidos. En las zonas de subducción la litosfera rígida se introduce en el interior terrestre y los focos sísmicos más profundos (670 km) marcan la zona hasta la que mantiene surigidez la placa subducente. En las dorsales la litosfera es muy delgada por lo que los sismos tienen que ser muysomeros. En los márgenes transformantes, dependiendo de sus características, la litosfera puede ser delgada ono, pero a ella se limitará la profundidad del foco sísmico.

15. Las dorsales más activas, aquellas que se extienden a mayor velocidad, se encuentran en fondos oceánicosque terminan en zonas de subducción. ¿Puede ser este hecho un dato a favor de la influencia del tirónsubductivo en el movimiento de las placas? ¿Por qué?

Sí, este hecho se interpreta como un dato a favor de que el tirón subductivo influye en el movimiento de losfondos oceánicos.

Es razonable que así sea, ya que el tirón subductivo ayuda a que en el otro extremo de la placa, la dorsal, se produzca divergencia de las placas litosféricas implicadas.

16. Las dorsales oceánicas suelen ser submarinas. Islandia está situada en la dorsal atlántica, ¿cómo puedeexplicarse que Islandia esté emergida?

Islandia no es una zona común de la dorsal; en ella se da la circunstancia de que coincide con un punto caliente.La especial intensidad de la actividad magmática en los puntos calientes es lo que justifica que haya llegado aemerger. No es, por tanto, casual que la dorsal emerja aquí.

17. Indica una placa que solo tenga litosfera oceánica.

Entre las siete grandes placas, únicamente la placa Pacífica, pero también están constituidas solo por cortezaoceánica la de Nazca, la de Cocos o la Filipina.

18. Haz un corte esquemático desde la placa de Nazca hasta el extremo este de la placa Africana en el océanoÍndico y marca en él todos los límites de la placa.

Placa deNazca

PlacaAfricanaPlaca

Suramericana

Dorsal oceánica

Dorsal oceánica

Dorsal oceánica

Subducción

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19. De acuerdo con los datos que figuran en el mapa de la página anterior, ¿la Península Ibérica se acerca o se aleja de África?, ¿y de Norteamérica?

La península Ibérica y África se acercan, mientras que la Península Ibérica y Norteamérica se alejan.

20. Entra en Google Earth (www.e-sm.net/bg1bach35). Google Earth organiza su información en diversas capasque disponen de datos geográficos de interés. Puedes pedir que muestre u oculte una capa determinada.

Escribe, por ejemplo, “Pico Teide, Canarias”. Usa los controles de navegación: juega con el zoom, observa las coladas volcánicas que parten radialmente de la montaña, introdúcete en el cráter, inclina y gira la imagen.También puedes buscar tu ciudad e intentar identificar tu casa, incluso verla en tres dimensiones. Puedesviajar a cualquier lugar del mundo, aunque no en todos los sitios es igual la calidad de la imagen y de lainformación que se dispone.

La utilización del Google Earth ofrece muchas posibilidades geológicas, desde ver el territorio en tres dimensiones,o trabajar con diferentes escalas, hasta observar formas volcánicas o estructuras geológicas. Puede encontrarseuna buena propuesta de uso en el aula de Google Earth en: Alfaro y otros (2007): Actividades didácticas conGoogle Earth. Enseñanza de las Ciencias de la Tierra, vol. 15, n.º 1, págs. 2-15.

De síntesis

21. Incluye en este esquema una síntesis de la teoría de la isostasia. ¿Qué tipo de relación establecerías entre“cordilleras” e “isostasia”?

22. ¿Qué tienen en común y cuáles son las diferencias más importantes entre la teoría de Wegener y la teoríade la tectónica de placas?

Tienen en común que ambas teorías son movilistas, es decir, que admiten el desplazamiento de las masascontinentales y su fragmentación. Conviene destacar que también Wegener proponía una “teoría de la Tierra”, es decir, defendía la relación existente entre movimientos continentales, formación de cordilleras, vulcanismo yformación de terremotos (como se muestra en el texto de este autor reseñado en la actividad 28).

Las tres diferencias básicas son que para Wegener:

– Eran los continentes los que se movían, no las placas (continentales, oceánicas o continental-oceánicas).

– Los continentes se desplazaban sobre los fondos oceánicos.

– Las causas de los desplazamientos estaban en la fuga polar y el frenado mareal.

HUNDIMIENTO

LA TEORÍA DE LA ISOSTASIA

LITOSFERA

explicala elevación de las

sostiene que la

EQUILIBRIO SOBRECARGA

HUNDIMIENTO

DESCARGA

ELEVACIÓN

PRINCIPIO DEARQUÍMEDES

ASTENOSFERA

se encuentra en

regido por el provoca

provoca

de tal forma que su

con los materiales de la

CORDILLERAS

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Cuestiones breves

23. De los lugares señalados en el dibujo con unaletra, ¿cuáles son bordes de placa y cuálesno? ¿Qué tipo de borde es cada uno de ellos?

Son bordes de placa las zonas señaladas con las letras B, C y E.

B es una zona de subducción, C es una dorsal y E es otra zona de subducción.

24. ¿Qué tipo de corteza es más densa, la continental o la oceánica? ¿Esa densidad tiene alguna relación con la altitud que alcanza? ¿Qué teoría es la que explica los grandes rasgos del relieve terrestre en funciónde su densidad?

La corteza oceánica es más densa y, efectivamente, su mayor densidad (y menor grosor) hace que forme laszonas más bajas de la superficie terrestre.

La teoría que lo explica es la de la isostasia.

25. La subsidencia térmica es un proceso que se produce habitualmente en la litosfera oceánica, perono en lacontinental. ¿Por qué?

Porque, en primer lugar, la litosfera continental no parte de una situación en la que se encuentre a mayortemperatura y vaya engrosando a medida que la temperatura desciende, y, en segundo lugar, porque la menordensidad de la corteza continental hace que la litosfera continental no alcance una densidad superior a laastenosfera.

26. ¿Qué papel desempeña la gravedad en la dinámica de las placas litosféricas?

Interviene en el desplazamiento de las placas de dos formas: por el tirón subductivo y por la mayor altitud relativaa la que se encuentran las dorsales, lo que facilita el desplazamiento de la litosfera oceánica pendiente abajo.

27. En los continentes se encuentran rocas de casi 4000 M.a. de antigüedad. Sin embargo, en los océanos nohay rocas de más de 180 M.a. ¿Cómo puede explicarse esta situación?

Toda la superficie terrestre está sometida a procesos de reciclaje que modifican las rocas. En los continentes, este proceso es más lento y no está garantizado que ocurra. Sin embargo, los fondos oceánicos están sometidosa un reciclaje más rápido e inevitable, de forma que nunca superan los 180 M.a., ya que, antes de llegar a estaedad, la litosfera oceánica se ha hecho gruesa y fría y ha alcanzado una densidad superior al manto sublitosférico.Esta circunstancia hará que se hunda en el manto.

28. En el océano Atlántico no existe zona de subducción, pero podría formarse en el futuro. Observa el mapa de las edades de los fondos oceánicos que hay al inicio de esta unidad e indica en qué lugares deberíaocurrir antes.

Debería ocurrir en los de mayor edad, que están en los bordes continentales, especialmente en el deNorteamérica y en el noroeste africano.

De aplicación y relación

29. Una montaña de 2800 m de altitud está siendo erosionada a un ritmo de 30 cm cada 1000 años. Si suponemos constante este proceso y tenemos en cuenta que por reajustes isostáticos recupera las 3/4 partes de lo perdido por erosión, ¿qué altura tendrá dentro de 2 millones de años?

Si se mantiene el ritmo de erosión, en dos millones de años se habrán erosionado 600 m. De los cuales deberárecuperar 450 m. Si suponemos que ya ha recuperado todo, dentro de 2 millones de años la altura será de2650 m.

A B C D E

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Hasta el nacimiento de la teoría de la tectónica de placas, los geólogos defendían la existencia de “puentescontinentales”, hoy supuestamente hundidos, que unirían, en el pasado, los continentes actuales a través delos cuales se produciría el intercambio de flora y fauna. Así explicaban la presencia de los mismosorganismos en lugares hoy muy separados. Wegener consideraba que esos puentes no habían existido y que no habían podido desaparecer por hundimiento, ya que la corteza continental es menos densa que losmateriales situados bajo ella.

a) ¿Consideras correcta la opinión de Wegener?

b) ¿La teoría de la isostasia da o quita la razón a Wegener?

a) La idea de Wegener sobre los puentes continentales es más que una opinión y hoy se considera una idea correcta.

b) La opinión de Wegener es avalada por la teoría de la isostasia.

31. Wegener dedica el capítulo 9 de El origen de los continentes y los océanos al análisis de las fuerzas quepodrían causar los desplazamientos continentales. Lee el siguiente extracto y responde a las preguntas:

El problema de las fuerzas que han producido y producen los desplazamientos de los continentes seencuentra aun en sus comienzos (…) Podemos, sin embargo, aceptar algo como seguro: las fuerzas quedesplazan los continentes son las mismas que producen las grandes cadenas de montañas plegadas.Desplazamientos continentales, fracturas y compresiones, terremotos, vulcanismo y deriva polar se encuentran indudablemente conectados causalmente a gran escala (…). Pero qué es causa y qué esefecto es algo que solo el futuro desvelará.

a) ¿Tenía Wegener la misma seguridad sobre si se desplazaban o no los continentes que acerca de lasfuerzas que causaban esos desplazamientos?

b) ¿La tectónica de placas relaciona los procesos geológicos que Wegener considera «conectadoscausalmente»?

a) Frente a lo que argumentaban sus detractores, Wegener no tenía ninguna certeza sobre las fuerzas quecausaban los desplazamientos, solo ante la presión recibida se aventuró a proponer algunas hipótesis.

b) Resulta sorprendente la capacidad que tuvo para relacionar procesos que también relaciona la tectónica deplacas: “Las fuerzas que desplazan los continentes son las mismas que producen las grandes cadenas demontañas plegadas. Desplazamientos continentales, fracturas y compresiones, terremotos, vulcanismo, ciclostransgresivos y deriva polar se encuentran indudablemente conectados causalmente”.

32. El mapa muestra la costa oeste de Estados Unidos.

a) ¿Cuántas placas aparecen en este mapa?

b) ¿Qué tipos de límites de placas figuran en él?

c) De los tipos de fallas transformantesdescritos, ¿cuáles hay representados en estemapa? Justifica la respuesta.

a) Aparecen tres placas: la de Norteamérica, laPacífica y la microplaca de Juan de Fuca.

b) Hay los tres tipos de límites de placas: dorsales(entre la placa de Juan de Fuca y la Pacífica,así como en el golfo de California), zonas desubducción (entre la placa de Juan de Fuca yla de Norteamérica), falla transformante (en lafalla de San Andrés y los tramos de dorsal queaparecen).

c) Se representan los dos tipos de fallastransformantes: uno en la falla de San Andrés yel otro en los tramos de dorsal.

30.

Dorsal

Placa de Juan de Fuca

Zona desubducción

Placa Norteamericana

San AndrésSan Francisco

Los Ángeles

Golfo deCalifornia

Movimiento de laplaca Pacífica

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33. Utilizando radiotelescopios se han medido con precisión las distancias entre Buenos Aires y Nueva York,entre Nueva York y Madrid, entre Madrid y Moscú, y entre Moscú y Nueva York. Pasados diez años se repitenestas mediciones.

a) ¿Qué distancias cabe esperar que sean diferentes y cuáles se mantendrán?

b) Entre las que cambien la distancia, ¿cuáles la habrán aumentado y cuáles la habrán reducido?

a) Serán diferentes las distancias entre las ciudades que pertenezcan a placas litosféricas distintas (entre BuenosAires y Nueva York, entre Nueva York y Madrid y entre Moscú y Nueva York). Se mantendrán entre Madrid yMoscú.

b) Habrá aumentado la distancia entre Nueva York y Madrid, se habrá reducido la distancia entre Moscú y NuevaYork, y puede que también entre Buenos Aires y Nueva York, si bien este último caso es menos claro.

De profundización

En las Islas Tonga (océano Pacífico) hay gran actividad sísmica. El bloque diagrama representa las profundidades de los focos sísmicos en esta zona. ¿Habrá en las Islas Tonga un límite de placa? ¿Por qué?Dibuja la disposición que puede tener la litosfera en este lugar.

En las Islas Tonga existe un límite de placa. Es una zona de subducción oceánica-oceánica como lo muestra laactividad volcánica (que ha generado las propias islas) y la alta sismicidad de la zona. Los focos sísmicospermiten dibujar la disposición de la placa subducente, que quedaría como se muestra en la imagen siguiente:

35. En los fondos oceánicos existen algunos conos volcánicos cuya superficie es plana y sus laderas muyescarpadas: son los guyots. El dibujo esquematiza su proceso de formación. Explica cómo puede formarseun guyot. ¿Cuál es la causa de que su superficie sea plana? ¿Crees que la subsidencia térmica tendrá algunainfluencia en este proceso?

Los guyots son conos volcánicos que estuvieron emergidos y que han quedado bajo el nivel del mar comoconsecuencia de la subsidencia térmica. Su superficie fue aplanada por la erosión marina, si bien en algunoscasos la formación de arrecifes de coral ha influido en la forma final de esta superficie.

34.

Islas Tonga Placa ensubducción

Somero

Intermedio

Profundo

Focossísmicos

Islas Tonga

Distancia (km)200400

600

Distancia (km)200400

600

Pro

fund

idad

(km

)

Pro

fund

idad

(km

)

0

200

400

600

0

200

400

600

Dorsal Guyot

Litosfera

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