INTRODUCCIÓN
Los procesos geológicos que tienen lugar en el interior de la tierra son el objeto de estudio de la geodinámica. (una rama de la geología). Estos procesos son causados principalmente por el calor interno del planeta y por las enormes presiones que los materiales superiores ejercen sobre el interior de la corteza, originando volcanes, terremotos, nuevas rocas, la formación de montañas, etc. A este conjunto de fenómenos se le denomina orogénesis.
En 1912 , un desconocido meteorólogo alemán Alfred WEGENER, publicó su teoría de los desplazamientos continentales (la deriva continental) donde proponía que los continentes se habían movido repetidamente separándose, chocando y rozando unos con otros.
En la década de los años 60 se propuso una teoría fundamental: la tectónica de placas. Según ella, se describe satisfactoriamente distintos fenómenos difíciles de explicar: los seísmos, los volcanes, las deformaciones de los materiales de la corteza terrestre, el metamorfismo, etc. No es exagerado decir que la teoría de la tectónica de placas vertebra la geología y le da madurez como ciencia.
DESARROLLO LAS TEORÍAS OROGÉNICAS
Estas teorías intentan explicar los movimientos de la corteza, especialmente los orogénicos ( son una suma de efectos termomecánicos y de movimientos verticales ), agrupándose en dos categorías:
Teorías fijistas o verticalistas
Postulan que la orogénesis la produce un movimiento vertical de elevación. No aceptan a los movimientos continentales en la orogénesis.
EJEMPLO : La teoría de la oceanización, BELOUSSOV propone que grandes masas magmáticas de tipo basáltico invadirían una zona amplia de la corteza continental produciendo la contaminación y densificación de esta zona que se hundiría. Este hundimiento provocaría las elevación de las zonas contiguas y la deformación por deslizamiento gravitacional de la capa sedimentaria situada entre ellas.
El punto flojo de ésta teoría es la imposibilidad del hundimiento de la mezcla del magma y corteza continental en el manto, ya que éste es más denso que la mezcla.
Teorías movilistas u horizontalitas
Que postulan que la orogénesis es consecuencia de efectos termomecánicos producidos por movimientos horizontales de la corteza (movilidad continental).
EJEMPLOS: La teoría de WEGENER, la teoría de las corrientes de convección y la tectónica de placas.
DERIVA CONTINENTAL
TEORÍA DE LOS DESPLAZAMIENTOS CONTINENTALES
Alfred WEGENER, publicó su teoría de los desplazamientos continentales que propone una historia de la Tierra en la que los continentes se habían movido repetidamente, separándose a partir de una única masa de Tierra. PANGEA
El término Pangea, viene del griego pan, “toda”, y gea, “tierra”. Enorme masa de tierras, compuesta por el conjunto de todos los continentes. Tras su fragmentación, hace aproximadamente algo más de 200 millones de años, los continentes comenzaron a desplazarse hasta ocupar su posición actual.
Como base del mecanismo del movimiento continental, WEGENER postuló que los continentes eran masas de sial ( silicatos alumínicos , menos densos) que flotaban en el sima (silicatos magnésicos, más denso). Por ésta razón, los continentes se movían y deformarían los sedimentos situados en los bordes, para formar cordilleras.
Esta teoría, aunque consiguió muchos seguidores de renombre fue rechazada por la comunidad geológica, sobre todo por su incorrecta explicación del “motor” del movimiento de los continentes. WEGENER murió en 1930 en el curso de una exploración a Groenlandia, donde esperaba efectuar mediciones de la separación de América y Europa, que estimaba en unos 20 metros al año. WEGENER, aportó numerosas pruebas para explicar su teoría de la movilidad continental y el ensamblaje de los continentes. PRUEBAS que argumentan y continúan siendo válidas en la actualidad son:
• Geográficas
Las líneas de costas de algunos continentes coinciden con bastante precisión, la costa oeste de África y la costa de Sudamérica, a ambos lados del Atlántico, encajan una con otra.
El mejor ajuste se ha conseguido a una profundidad de 900 m, en la zona del talud continental.
• Geológicas
Las rocas de antiguas cordilleras situadas a los dos lados del Atlántico coinciden en edad y tipo; por ejemplo, los Apalaches de Norteamérica se continuarían con las montañas del norte de Europa si se reunieran los continentes.
• Paleontológicas
Se basan en la existencia de fósiles idénticos, de la misma edad, en continentes muy alejados. Por ejemplo, el reptil Mesosaurus sólo se ha encontrado fosilizado en Sudamérica y en el sur de África. Si este animal hubiera sido capaz de cruzar el Atlántico, sus restos estarían más repartidos; por tanto, el único argumento que explica este hecho es que los continentes estuvieran unidos en la época en que dicho reptil vivió.
• Paleoclimáticas
Wegener encontró indicios de una glaciación a finales del Paleozoico en África, Sudamérica, la India y Australia. Por otro lado, durante la misma época el clima era tropical en Estados Unidos, Europa y Liberia. La única manera de explicar esta situación es que los continentes estuviera unidos y localizados en una latitud diferente a la actual: lo que ahora es Sudáfrica se localizaría en el Polo sur y los actuales continentales del hemisferio norte, en latitudes ecuatoriales.
LOS SONDEOS OCEÁNICOS
Estos sondeos demostraron que los océanos son muy jóvenes y tienen un flujo térmico mayor que el de los continentes que son más viejos. (4 000 millones de años).
Estos sondeos son compatibles con la hipótesis llamada EXPANSIÓN DEL FONDO OCEÁNICO, que viene a decir lo siguiente:
- Los materiales calientes del manto ascienden por las dorsales, llegan a la hendidura central se funden se sitúan a ambos lados de la dorsal, originando nuevo suelo oceánico. Por tanto continuamente se expande el fondo oceánico.
* Las dorsales oceánicas son enormes volcanes fisurales que se extienden por el fondo oceánico a modo de cordilleras submarinas.
- La corteza oceánica más antigua retorna al manto en las fosas oceánicas, donde es consumida a medida que desciende.
- El movimiento de la corteza oceánica desde las dorsales hasta las fosas se debería a corrientes de convección del manto: el material caliente ascendería por las dorsales y, al enfriarse, descendería por las fosas.
Para demostrar esta hipótesis se basaron en el descubrimiento del CAMPO MAGNÉTICO TERRESTRE, el cual se ha invertido repetidas veces a lo largo de la historia, dejando su huella en las rocas que contienen minerales ferromagnesianos (los basaltos resultantes de las lavas emitidas por las dorsales).
A medida que se va formando nuevo suelo oceánico, se magnetiza según el campo magnético existente en ese momento. Esa imantación puede medirse con un magnetómetro. Este perfil magnético fue obtenido a través de la dorsal del Pacífico oriental a los 51º sur. Se comprobó que existían bandas simétricas de la misma época y con la misma imantación.
Cuando el norte magnético coincide con el geográfico, se dice que el campo magnético es normal; si el norte magnético coincide con el sur geográfico se llama campo invertido.
Tras el estudio de los fondos oceánicos se obtuvieron los siguientes descubrimientos:
• El relieve del fondo. En los fondos oceánicos se destaca la presencia de una enorme cordillera de 64000 Km. de largo y unos 2 000 Km. de anchura que recorre la zona central de los océanos. Por su parecido con una columna vertebral se denomina dorsal medio-oceánica. También se descubrieron estrechas y profundas trincheras o fosas, que están adosadas a los bordes continentales o junto a arcos de islas volcánicas, como en el Pacífico. Los cinturones sísmicos y volcánicos coincidían con las dorsales, con las fosas y con las cordilleras jóvenes.
• Composición del fondo oceánico. Teniendo en cuenta el principio de la isostasia, (Es una prueba de que el manto sublitosférico se comporta a largo plazo como una especie de fluido o sólido viscoso. Es una situación de equilibrio de flotación entre la litosfera y el resto del manto), y el comportamiento de las ondas sísmicas, se sabía que la corteza que formaba el fondo oceánico debía ser más delgada y densa que la continental, razón por la que estaba más hundida en el manto. La perforación de los fondos oceánicos permitió comprobar que las rocas que lo componen son volcánicas.
De hecho, el centro de la dorsal presenta a menudo un surco central o rift por el salen abundantes magmas procedentes del manto.
• Edad de los fondos. Esto fue lo que más llamó la atención a los científicos. Por un lado, los fondos eran muy jóvenes, en comparación con los continentes, ya que no se encontraron fondos más antiguos de 180 millones de años.
Por otro lado, las edades de los mismos ofrecían una curiosa distribución. Observamos el océano Atlántico, y notamos que en el rift de la dorsal existe una banda de rocas muy modernas, casi actuales. A ambos lados del eje de la dorsal, las rocas son progresivamente más antiguas a medida que se van alejando, de hecho los fondos más antiguos se sitúan cerca de los continentes. El espesor de los sedimentos guarda relación con su antigüedad, de ahí que los fondos más antiguos estén cubiertos por una capa más gruesa.
Por tanto, se deduce, que la litosfera oceánica se está formando continuamente en las dorsales, a partir de magmas que ascienden del manto, y que se destruye en las fosas oceánicas, hundiéndose en esta capa.
LA TECTÓNICA DE PLACAS
La unión de las teorías de la deriva continental y expansión del fondo oceánico formó la teoría de tectónica de placas.
Desde el punto de vista de la dinámica terrestre , la estructura interna de la tierra esta dividida en tres capas: la litosfera, la mesosfera y la endosfera.
- Litosfera. Está formada por la unión de la corteza con los rígidos 50 primeros kilómetros del manto.
- Mesosfera. Está constituída por el resto del manto superior y por el inferior.
- Endosfera. Capa equivalente al núcleo.
La tectónica de placas es la teoría actual en vigor sobre la dinámica terrestre y que está basada en varios conceptos básicos:
- La litosfera se encuentra dividida en grandes trozos que encajan unos con otros, llamados placas y cubren la totalidad de la superficie terrestre.
- La mayor parte de la actividad geológica interna (terremotos, volcanes y deformaciones) se concentra en los bordes o límites entre placas. En el interior, esta actividad es más escasa.
- La litosfera oceánica, más delgada y densa que la continental, se genera continuamente en las dorsales oceánicas al tiempo que se destruye en las fosas.
- Las placas se encuentran en movimiento, arrastrando con ellas los continentes e interaccionando entre sí. En las áreas donde se produce la separación de dos placas, se generan nuevos océanos; en aquellas zonas donde se acercan y colisionan, se levantan cordilleras.
Las placas forman un gigantesco “rompecabezas” de la superficie sólida del planeta, cuyas piezas, además de moverse, pueden crecer, disminuir de tamaño, romperse, soldarse.
Se distinguen actualmente 8 grandes placas o macroplacas y número muy variables de microplacas en las zonas de contacto entre las anteriores. Las principales placas litosféricas son: la pacífica, la norteamericana, la suramericana, africana, euroasiática, australoíndica, antártica, de nazca. Entre las microplacas están: la arábiga, de cocos, caribe y filipina.
Existen tres tipos de placas litosféricas:
- Continentales. Están constituidas por litosfera continental, como la placa iraní.
- Oceánicas. Están formadas por litosfera oceánica, como la placa pacífica.
- Mixtas. Están constituidas por litosfera oceánica y continental. Son placas que portan continentes, como la sudamericana o la euroasiática.
BORDES DE PLACAS
Existen tres tipos de bordes, según el movimiento relativo de las placas que limitan y según se cree, se destruya o se conserve litosfera oceánica: constructivos, destructivos y pasivos.
- Bordes constructivos
Se llaman así porque en ellos, a la vez que se separan las placas, se construye una nueva litosfera oceánica. Son las dorsales oceánicas, enormes volcanes submarinos que atraviesan océanos enteros.
Las dorsales son responsables de la formación de los océanos:
Las dorsales se originan en los continentes cuando se produce un ascenso de materiales calientes del manto, que abomba la litosfera continental. Como consecuencia, en esta zona, la
placa se tensa, se fractura y se hunde, formándose así una especie de valle central, llamado valle de rift. La fracturación de la placa provoca terremotos de foco superficial y ascenso de magmas.
En este estado se encuentra la región de los lagos al este de África.
Con el paso del tiempo, aumenta el vulcanismo en la zona del rift y comienza la expansión del fondo oceánico que separa los dos fragmentos de la litosfera continental original. Toda la zona deprimida es inundada por el agua, como consecuencia de lo cual se forma un mar alargado, como, por ejemplo, el actual mar Rojo.
Si el proceso continúa, la litosfera oceánica sigue expandiéndose, las placas se separan y el mar inicial se transforma en un océano, como, por ejemplo, el Átlántico.
- Bordes pasivos
Las dorsales están atravesadas por fallas de desgarre, en las cuales las
placas se deslizan lateralmente sin que se produzca creación ni destrucción de litosfera oceánica. Estas fracturas, llamadas fallas de transformación, son las responsables de los terremotos de foco superficial. Un ejemplo de ellas es la falla de San Andrés, en California.
- Bordes destructivos
Los bordes destructivos se llaman zonas de subducción y coinciden con fosas oceánicas de hasta 11 Km. de profundidad, como las que circundan el Pacífico. En las zonas de subducción, la litosfera oceánica se destruye incorporándose de nuevo al manto, a medida que las placas se acercan entre sí.
Dependiendo de las placas que converjan, existen tres posibilidades:
- Placa oceánica contra placa oceánica.
- Placa oceánica contra placa continental
- Placa continental contra placa continental.
En el caso de la Placa oceánica contra placa oceánica, la placa más densa subduce bajo la menos densa, es decir, se introduce bajo ella con un ángulo de unos 45º. La zona de fricción se llama plano de Benioff, y a lo largo de él se generan terremotos de foco profundo, medio y superficial. Como consecuencia del roce se desprende calor (igual que cuando nos frotamos las manos), y ese calor funde los materiales situados en la parte inferior. El magma resultante sale a través de fracturas, formando una serie de volcanes submarinos que, con el tiempo, afloran a la superficie y originan un arco de islas volcánicas. Así se han formado, por ejemplo, las islas Aleutianas y las Marianas.
- Placa oceánica contra continental. En este caso la placa oceánica, más densa y delgada, subduce bajo la continental. La proximidad del continente favorece la sedimentación de materiales en la fosa, que son plegados, deformados y elevados como consecuencia de la subducción. Así se forma un orógeno o cordillera que queda situado en el borde continental (cordillera pericontinental o térmica). Esta cordillera está salpicada de volcanes procedentes de la fusión de materiales en la parte más baja del plano de Benioff, y en ella se registran terremotos de los tres tipos. Un ejemplo es la subducción de la placa de Nazca bajo la sudamericana que ha originado los Andes.
- Placa continental contra placa continental. Cuando dos placas continentales se acercan, no se produce subducción, ya que ambas son gruesas y ligeras, sino que chocan entre sí. En estas colisiones se produce plegamiento, fractura y elevación de los estratos acumulados en los márgenes continentales, lo cual, unido al cabalgamiento de una placa sobre otra , engorda la litosfera continental. Así se originan los orógenos intracontinentales o mecánicos, que quedan en medio de los continentes como cicatrices gigantes. Aquí se registran terremotos superficiales, por el choque, pero como no hay subducción , no existe vulcanismo. Un ejemplo es el Himalaya, formado a consecuencia del choque de la India contra Asia cuando se separaban los trozos procedentes de la Pangea.
CAUSAS DEL MOVIMIENTO DE LAS PLACAS: LA DINÁMICA SUBLITOSFÉRICA
Aunque se desconoce el mecanismo concreto que impulsa a desplazarse a las placas litosféricas, sí se sabe que la causa del movimiento es la desigual distribución de calor en el interior de la Tierra.
Existen varios modelos para explicar el movimiento de las placas:
1º CORRIENTES DE CONVECCION
En la convección , una zona de un fluido es calentada, se dilata y pierde densidad, subiendo, enfriándose en superficie y volviendo a descender.
La convección se da continuamente en la atmósfera y en la hidrosfera. A través de la tomografía sísmica se ha comprobado la existencia de zonas calientes y frías en el manto que se interpretan como corrientes de convección.
La convección consiste en el ascenso de materiales calientes y descenso de materiales fríos, de forma cíclica. Esto quiere decir, que las placas son transportadas pasivamente por el movimiento convectivo del manto. Hoy en día se acepta que el manto (a excepción del manto litosférico rígido), aunque sólido, se comporta como un material dúctil o plástico, capaz de generar corrientes en su interior que, de alguna manera, provocan el desplazamiento de las placas. 2º EMPUJE Y ARRASTRE DE LAS PLACAS.
El arrastre de las placas se debe al tirón de la subducción; es decir, la litosfera fría y densa que subduce arrastraría la placa en esa dirección. El empuje, por otra parte, se explica como un movimiento gravitacional de la litosfera, debido a la diferencia de altura entre la cresta de la dorsal y el resto de la placa.
3º MODELO DE LA PLUMA CALIENTE
No existen células convectivas cerradas. El ascenso se realiza mediante estrechas plumas de materiales calientes procedentes de las proximidades del núcleo, que, al llegar a la litosfera, se extienden lateralmente y facilitan la separación de las placas. El descenso, según este modelo, se debería a la subducción. Esta teoría es la más aceptada en la actualidad.
Está comprobada la existencia de plumas calientes. Unas están asociadas a dorsales y otras se sitúan en el interior de las placas, éstas últimas son responsables de la aparición de volcanes no asociados a bordes de placa, como por ejemplo, las islas Hawai.
Tuzo Wilson, señaló la cadena volcánica de las islas Hawai como demostración del movimiento de las placas. Extendiéndose hacia el noroeste de la isla principal se encuentra una cadena de islas menores y volcanes sumergidos de 5900 Km de longitud, perfectamente alineados. Cada uno de ellos se piensa que se formó en el lugar donde hoy se encuentra la isla de Hawai. Wilson sugirió que debajo de Hawai, se encuentra un hot spot (punto caliente) que provoca el ascenso de material más caliente que funde vías de escape en la placa que salen al exterior en forma de lava. El punto caliente estaría inmóvil y conforme la placa se desplaza iría fundiendo nuevas vías de escape dando lugar a nuevos volcanes.
LA TECTONICA DE PLACAS EN EL TIEMPO.
CICLO DE WILSON.
Ya sabemos que hace 200 millones de años todos los continentes estaban unidos y que luego se fueron separando; lo que aún no sabes es que esto ha ocurrido en varias ocasiones a lo largo de la historia de la tierra, lo que significa que la apertura y cierre de los océanos se repite cíclicamente en el tiempo. El geólogo canadiense Tuzo WILSON se dio cuenta de ello; de ahí que este ciclo lleve su nombre.
1º Se forma una dorsal en la litosfera continental
2º Se expande el fondo oceánico y se separan los continentes.
3º La litosfera oceánica fría subduce bajo la continental, como consecuencia de lo cual forma un orógeno pericontinental . A la vez disminuye la actividad de la dorsal, por lo que el ritmo de crecimiento del fondo oceánico es inferior al de destrucción. Los continentes comienzan a aproximarse.
4º Finalmente, desaparece por subducción toda la litosfera oceánica y los continentes colisionan, dando lugar a orógenos intracontinentales que con el tiempo, se erosionarán. Nos encontramos de nuevo con Pangea.
ORIGEN DE LAS ISLAS CANARIAS
La teoría de la Tectónica de Placas, no permite explicar el origen de estructuras volcánicas dentro de una placa. Por tanto, es necesario recurrir a otras teorías que no contradigan la teoría general de la Tectónica de Placas, para explicar el origen de las islas Canarias, situadas en la corteza oceánica de nueva creación, dentro de la placa africana.
Los datos más relevantes para explicar el origen de las islas Canarias son: a) el movimiento de la placa africana, b) la dorsal centroceánica, c) la creación de corteza oceánica, d) la edad de los materiales más antiguos de las diferentes islas, e) las estructuras tectónicas cercanas, f) la presencia de materiales sedimentarios entre los magmáticos, y g) la composición de las rocas.
Teoría del “Punto caliente” y sus variantes. Esta teoría sirve para explicar la formación de las islas Hawai y otros archipiélagos oceánicos, por lo que también se puede utilizar para Canarias. El dato que puede confirmar esta teoría sería la edad de las islas, más antiguas cuanto más orientales, que se corresponde con el sentido inverso al de la creación de la corteza oceánica a partir de la dorsal centroceánica. Sin embargo, hay otros datos que se oponen a esta suposición, como las erupciones históricas más recientes ocurridas en Lanzarote, Tenerife y La Palma y totalmente ausentes en La Gomera. Tampoco explica los datos geológicos de Canarias, incluidas las edades de las islas.
Teoría de la “Fractura propagante”. Esta teoría propone la apertura y cierre de una falla, desde la cordillera del Atlas norteafricana, propagándose hacia el Atlántico y cerrándose a modo de cremallera. Mientras la falla está abierta sale el magma, generado por descompresión, y da lugar a las islas. En contra de este modelo tenemos la inexistencia de fallas entre el continente africano y Canarias, la ausencia de zonas calientes en el subsuelo de Canarias, capaces de generar magmas por descompresión al fracturarse, y la elevación de las islas.
Teoría de los “Bloques levantados”. Esta teoría se apoya en los siguientes datos: a) el vulcanismo reciente en ambos lados del archipiélago; b) el freno al movimiento de la placa africana como consecuencia del choque con la placa euroasiática, origen del Atlas, los Alpes y, del vulcanismo mediterráneo; c) la presencia de materiales sedimentarios entre las rocas magmáticas, y d) la elevación de las islas tras su formación.
CONCLUSIÓN
Las ideas sobre la dinámica terrestre y la orogénesis fueron evolucionando desde el fijismo hasta las ideas movilistas.
La primera teoría fundamental sobre la movilidad continental fue propuesta por WEGENER. Aunque fue rechazada por la comunidad científica por no explicar correctamente el motor de dichos movimientos continentales.
La tectónica de placas es la que explica estos movimientos continentales, según ella, la litosfera está dividida en placas, que interaccionan entre sí, separándose, deslizándose lateralmente, aproximándose y eventualmente colisionando. Las zonas donde suceden estos fenómenos se llaman respectivamente dorsales oceánicas, fallas transformantes y zonas de subducción. Esto quiere decir que, la litosfera oceánica se recicla y que los continentes se desplazan y cambian de configuración.
Además, la tectónica de placas explica la actividad geológica como resultado de los puntos calientes.
La tectónica de placas puede demostrarse a través del registro geológico de los océanos y también, en el de los continentes, junto algunas pruebas globales.
La dinámica litosférica constituye un sistema de fabricación
de corteza oceánica (en las dorsales) y luego de corteza continental(en las zonas de subducción). El conjunto se ha llamado proceso ígneo en dos etapas..
La tectónica de placas supuso una revolución científica que derrocó definitivamente al fijismo. Actualmente sus objetivos son la reinterpretación detallada de la geología continental y comprender mejor la dinámica del manto profundo.